AI가 토마토 수확량을 5주 후까지 예측

가고메, 안정적 공급으로 변동 없는 거래 상담 실현 추진

가고메가 토마토 수확량을 5주 후까지 예측하는 AI 모델을 개발했다. 100개 이상의 항목으로 이뤄진 채소밭에 대한 십 수년 분의 주간 리포트를 심층학습에 활용했다. 이를 통해 숙련자도 어려운 장기 예측이 가능해, 소매점에 토마토를 안정적으로 공급할 수 있을 것으로 전망하고 있다.

“(농협에 작물을 도매하는) 일반 농가는 이번 주 또는 다음 주의 수확량을 예측하는 것만으로 충분한 경우가 많다. 하지만 가고메는 토마토 생산뿐만 아니라 영업도 담당하고 있다. 소매점 등과의 거래 방침을 결정하는 데 있어서 약 한 달 후 토마토를 어느 정도 수확할 수 있을지에 대한 예측이 가능하다는 것에 의의가 있다”. 가고메 이노베이션본부 농자원개발부의 이마모리(今森) 신선토마토개발그룹 주임은 이렇게 말한다.

가고메는 5주 후의 토마토 수확량을 예측하는 AI(인공지능) 모델을 개발해 올 4월부터 국내 5개 채소밭에서 재배하는 토마토의 수확량 예측에 활용하기 시작했다. 이 수확량 예측 AI 개발에는 가고메와 계약한 각지의 채소밭에서 매주 작성되고 있는 리포트를 학습 및 검증용 데이터로 활용했다.

주간 리포트는 가고메가 지정하고 있기 때문에 각 채소밭에서 공통된 포맷을 사용하며, 채소밭 담당자가 토마토 종류 별로 기온과 습도, 물을 주는 양 등을 기록하고 있다.

Rapyuta의 로봇 34대 도입, 생산성 약 2배 향상

대형 전자상거래(EC) 기업 ASKUL이 사이타마현에 있는 물류센터에 운반 로봇을 대량 도입했다. 사람이 피킹한 상품을 자동운반하는 ‘AMR(Autonomous Mobile Robot)’ 타입으로, 34대를 가동하고 있다. 일본의 로봇벤처 기업인 Rapyuta Robotics의 로봇이다.

ASKUL은 많은 물류센터를 보유하고 있다. 지금까지 각 센터의 특성이나 담당 역할에 따라 다양한 로봇을 시험하며 도입해 왔다. 예를 들면, 선반 운반형 로봇은 중국 Geekplus Technology의 로봇을 오사카후에 있는 ‘ASKUL Value Center 간사이’(AVC 간사이)에서 100대 이상 채용했다.

주문이 들어온 상품을 필요한 수량만큼 꺼내는 피킹용 로봇팔도 17년에 가나가와현에 있는 ‘ASKUL Logi PARK 요코하마’(ALP 요코하마)에서 조기에 1대를 본격 도입했다. 그 후에 AVC 간사이에서도 2대를 도입해 이용하고 있다.

이번 사이타마현 거점 ‘ASKUL Value Center 히다카’(AVC 히다카)에서 도입한 AMR 타입의 로봇은 현재, 물류업계에서 주목을 받고 있다. 도입할 때 선반 운반형 로봇이나 자동창고, 피킹로봇처럼 물류센터 내부 설계를 크게 변경하거나 별도의 준비가 필요 없고, 기존의 선반을 개수하지 않고 그대로 사용할 수 있기 때문에 도입 장벽이 낮은 것이 특징이다.

수작업을 기계화한 '냄새 제시 장치'

소니는 2022년 10월 5일, 냄새의 근원을 제어해 제시하는 ‘냄새 제시 장치’를 발매한다고 발표했다. 후각 측정이나 후각 트레이닝 등 냄새에 관한 연구 측정 용도로 전개한다.

치매, 알츠하이머병, 파킨슨병 등 신경퇴행성 질환이 발병하기 전에 후각이 저하되는 것으로 알려져 있어, 후각 측정의 유용성 검증이 기대되고 있다. 소니는 이번에 ‘후각 측정을 DX(디지털 트랜스포메이션)하는’ 것을 목표로 이 장치를 개발했다.

국내에서 50년 넘게 사용되고 있는 표준적인 후각 측정은 냄새를 묻힌 종이에 코끝을 가까이 대고 피험자가 무슨 냄새인지 특정할 수 있는지를 측정한다. 5종류의 냄새와 8단계의 농도로 측정하는데, 측정할 때마다 냄새를 묻힌 종이를 준비해야 해서 측정 시간이 30분 이상 소요된다. 또한 냄새를 환기하거나 탈취해야 하기 때문에 전용 공조 설비를 갖춘 실험실이 필요하다.

소니는 냄새 제시를 기계화해 여러 냄새를 제어하고, 그것들을 섞지 않고 균일하게 제시하는 기술을 개발해 냄새 측정의 DX화를 실현했다. 소니는 그 냄새 제어 기술을 ‘Tensor Valve 테크놀로지’라고 부른다. 측정에 필요한 시간은 10분 정도이다.
 

이것이 하드웨어의 전체상

2023년은 일본에게 양자컴퓨터 원년의 해가 될 것이다. 국산 하드웨어 실제 제품이 처음으로 가동되기 때문이다. 양자컴퓨터 개발은 미국의 IBM이나 구글 등이 선도하고 있지만, 일본도 추격을 도모하고 있다.

양자컴퓨터 구성 부품에는 일본 중소기업들의 제품이 많이 사용되고 있다는 점도 간과할 수 없다. 본 특집은 현재 가장 개발이 진전되고 있는 초전도 방식에 초점을 맞춰 양자시대 도래의 열쇠를 쥔 기술을 소개한다.

양자역학의 원리를 이용해 기존 방식의 컴퓨터로는 풀기 어려는 문제도 고속으로 해결할 수 있을 것으로 기대되고 있는 양자컴퓨터. 2023년 3월말을 목표로 이화학연구소는 첫 국산 게이트형 양자컴퓨터의 테스트베드를 가동할 예정이다.

양자컴퓨터는 계산소자인 큐비트의 실현 방법으로 분류되며, '광 방식', '반도체 방식', '이온트랩 방식' 등 다양한 방식으로 연구개발이 추진되고 있다. 이화학연구소가 가동 예정인 테스트베드는 '초전도 방식'이다.

초전도 방식은 IBM이나 구글 등도 실제 제품을 공개하고 있어 실용화를 위한 연구에서 이용하는 유저들도 많다. 아직 실용적인 성능을 가지고 있지는 않지만, 현재 가장 제품 개발이 진전되고 있는 방식이다.

TMD 설치 대수를 줄여 바닥 진동을 효율적으로 저감

다이세이건설(大成建設)은 AI(인공지능)를 이용해 제진 장치의 일종인 TMD(Tuned Mass Damper)의 사양과 배치를 최적화하는 시스템 'T-Optimus TMD'를 개발. 이 시스템을 이용하여 설계함으로써 TMD의 설치 대수를 줄이고 사무실 등의 바닥 진동을 효율적으로 저감할 수 있다고 9월 27일, 발표했다.

지금까지 TMD 설계에서는 바닥 슬래브 위의 TMD를 1대의 큰 TMD로 간주해 계산해왔다. 1대의 TMD에 대해서는 스프링의 경도와 감쇠재 성능의 최적치를 구하는 이론이 확립되어 있지만, 이 방법으로는 복수의 TMD에서 최대의 제진 효과를 얻기 위한 답을 얻을 수 없기 때문이다.

이로 인해 TMD를 많이 설치할 필요가 있어 비용이 더 증가했다. 다이세이건설은 T-Optimus TMD에서 생물의 진화 과정을 모방해 방대한 파라미터의 조합으로부터 최적 해를 도출하는 ‘진화 계산’을 채택. 복수의 TMD에 대한 스프링과 감쇠재의 성능을 최적화했다.

다이세이건설은 철골조 2층 규모의 공장 사무소 건물을 통해 그 효과를 검증. 지금까지의 설계 방법에서는 10대가 필요했지만, 6대만으로도 동등한 제진 효과를 얻을 수 있다는 것을 확인했다고 한다.

편집에 임하며

실리콘 포토닉스(Silicon Photonics)는 반도체인 실리콘 기반 위에 광 집적회로를 제작하는 기술 체계이다. 실리콘 전자 집적회로가 점차 세밀화되면서 2000년대 이후 크게 진보한 초소형 광소자 제작이 가능해졌다.

실리콘 일렉트로닉스에서 축적한 고도의 제조기술을 활용할 수 있다는 등의 장점으로 인해 2010년대에는 많은 기술자 및 연구자들이 실리콘 포토닉스 연구에 뛰어들기 시작했다. 2016년경부터 데이터센터 내의 광 인터커넥션이 실용화되기 시작하는 등, 현재는 대규모의 광 집적회로의 표준 플랫폼으로써 널리 활용되고 있다.

일본에서도 2009년경부터 최첨단 연구개발지원 프로그램(First Program)을 통해 실리콘 포토닉스에 대한 연구 개발을 국가 프로젝트로서 추진해왔다. 또한, 2012년부터 경제산업성/NEDO의 국가 프로젝트 '초저소비전력형 일렉트로닉스 실장(實裝) 시스템 기술 개발'이 개시, 산학 연계를 통해 수 많은 연구 성과와 그 연구 성과들을 기반으로 한 벤처기업(아이오코어 사)이 설립되는 등 많은 성과들이 탄생했다.

이번 특집에서는 올 3월에 종료된 '초저소비전력형 일렉트로닉스 실장 시스템 기술 개발' 프로젝트를 통해 일본의 총력을 결집해 이뤄낸 10년에 걸친 실리콘 포토닉스의 최첨단 연구 성과에 대해 포괄적으로 소개한다.

탈 탄소를 실현하는 그린 에너지 시스템

최근에 세계 중에서 지구온난화의 문제가 점점 더 강하게 의식되고 있고, 2015년에 채택된 파리협정에 의해 세계의 주요국에서 2050년에 CO2 등의 온실효과가스 배출량 실질 제로(Net Zero)가 목표로 제시되고 있다.

카본 뉴트럴을 2050년에 실현하려고 하면 현재의 에너지시스템을 어떠한 전략과 일정으로 전개해 나갈지를 정해야 한다. 에너지시스템은 사회경제시스템과 강하게 연결되어 있어서, 종합적이며 정량적인 논의에 의해 로드맵을 그려가는 것이 중요하다.

본서의 내용은 우선 세게와 주요국의 카본뉴트럴 목표를 간략하게 설명하고, 다음은 에너지공급으로 재생가능에너지, 원자력, 탄소자원이용에 대하여 설명한다.

에너지 캐리어나 시스템의 관점에서는 전력시스템, 수소, 에너지 저장, 네가티브 에미션에 대해 설명하고, 수요측 시점에서는 에너지 수요(운수, 민생, 산업)에 대해 해설한다. 그리고 카본뉴트럴 대응 사례 등을 소개한다.