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이정규 ( Jungkyu Lee ),배명원 ( Myeongwon Bae ),박지원 ( Jiwon Park ),이동훈 ( Donghoon Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
최근 현대농업의 4차 산업화에 대한 요구가 커짐에 따라 이를 위한 스마트농업은 필수사항이 되어가고 있다. 특히 인공지능 및 빅데이터 분석기술의 발달로 스마트 농업의 최적화 연구가 활발하게 진행되고 있다. 스마트 디지털 농업의 실현을 위해 분석에 근거한 기술도입으로 관행농업의 한계를 극복하고 작물의 생육정보와 연계하여 향후 인공지능 기반활용을 위한 full-set data 축적을 위해 현장분석 시스템을 개발은 필수적이다. 현재까지 신뢰성과 편리성을 바탕으로 한 양분 모니터링 분석기술 및 관련 제품이 없는 실정으로 현장에서 사용 가능한 화학분석 시스템의 개발이 요구된다. 다중 화학분석 시스템 제작과정에서 물리적으로 개선이 요구되는 부분이 발생하였으며 본 연구에서는 필드에서 활용가능한 광특성에 따라 대응이 가능한 다중분석시스템을 설계하였다. 시스템 내부의 큐벳 홀더부 고정형 시스템 제작 시 lcd 기판에 대체 광원 array의 빛번짐 현상과 보드가 평면적으로 촬영되지 않는 현상이 발생하였다. 다수의 세트 제작과정에서 3D 프린트의 열화과정 및 구조 물성의 특징에 의해 비틀림으로 불특정한 왜곡이 발생한 것으로 추정된다. 이를 해소하기 위해 설계과정에서 6세트의 시료를 5세트로 감소시키고 필요에 따라 홀더의 이동 및 회전이 가능하도록 계측부 시스템을 고도화하였다. 평면적인 촬영이 이뤄지지 않거나 광원 노출이 발생할 시 큐벳 홀더의 회전이 가능하도록 약 6.2 mm의 바닥 노출부를 기반으로 나사 결속 형태의 홀더와 나사를 설계하였다. 영상 취득 과정에서 시료에 따라 정밀 분석이 필요한 경우 집중도를 높이기 위해 홀더 지지부의 이동형 레일 장착이 가능하도록 설계하였다. 설계를 통해 제작된 광특성 감응형 다중분석시스템으로 불특정하게 발생할 수 있는 물리적인 빛의 외란 및 비정상적인 촬영결과에 대한 큐벳의 회전과 이동을 통해 대응이 가능하다. 또한 감응형 brightness 조절에 의한 취득 영상의 흡광도 분석 정확성 향상으로 정밀한 현장 화학분석 및 분석 결과의 full-set data 확보가 가능하며 이를 통해 스마트농업 분석분야 기술발전에 기여 할 수 있을 것으로 기대한다.
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