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Start Up Innovation/ Science
녹차 수확시기 상공에서 확인
인공위성·드론 이용, 이토엔이 분석·제공

대형 녹차 생산업체 이토엔(伊藤園)은 인공위성과 드론을 이용해 차 잎을 효율적으로 생산할 계획이다. 드론으로 차 잎을 촬영, 독자적인 알고리즘으로 수확 시기 여부를 조사해 계약 농가에게 통보한다. 녹차 시장이 확대되고 있는 반면, 농가 감소로 원료 조달이 어려워지고 있는 과제를 첨단 기술을 통해 해결하려는 것이다.

-- 드론∙위성으로 촬영 --
이토엔은 미야자키(宮崎)와 오이타(大分), 가고시마(鹿児島) 현 등 규슈(九州)에서 경작포기 농지를 차 밭으로 만들어 ‘오~이 오차’(녹차 브랜드) 등의 원료를 재배하는 농가를 지원하고 있다. 이 농가들은 녹차를 재배하고 있지만 대부분은 녹차에 대해 잘 알지 못한다.

이러한 농가들을 지원하기 위해 녹차의 수확 시기를 판단하는데 드론과 인공위성의 조합을 시도해볼 계획이다. 2020년에 수 십 헥타르의 대규모 밭이 있는 오이타 현 등에서 실험한다. 농업기술부의 아라이(荒井) 부장은 “후보 농가들과 협의해나가겠다”라고 말한다.

-- 녹차 재배에 서투른 농가를 위해 --
이번 실험의 핵심은 드론이다. 사람이 조작해 녹차 밭의 중심이 되는 장소의 생육 상태를 조사한다. 부착된 근적외 카메라를 통해 녹차 잎을 촬영. 태양광이 녹차 잎에 닿은 후 반사되어 렌즈로 들어오는 파장을 조사한다. 흑백 화면을 통해 나타난 잎의 숙성도를 파악해 지표를 산출, 가장 숙성된 시기인지 여부를 판단한다.

식물의 잎은 청색 및 적색광을 흡수하지만 눈에 보이지 않는 적외광은 강하게 반사한다. 반사하는 근적외광과 흡수하는 적색광을 측정하면 생육 상태를 판단하는 재료가 된다고 한다.

드론을 통해 녹차 밭의 일부가 최적의 수확 시기라고 판단되면 이번엔 위성이 나설 차례이다. 우선, 위성이 우주에서 녹차 밭 전체를 촬영. 이를 통해 최적의 수확 시기인 장소와 그 이외의 장소의 줄기의 길이와 잎의 색깔을 비교한다. 영상을 분석해 생육 상태가 같으면 수확하고, 그렇지 않을 경우에는 기다린다. 영상을 통해 황색 부분은 ‘수확 시기’, 청색은 ‘수확하기에는 이른 시기’ 등을 확인할 수 있다. 다시 말하면, 드론으로 촬영한 녹차 밭을 기점으로, 다른 구역의 수확시기를 판단해 전체적으로 원활하게 수확할 수 있는 체제를 정비하는 것이다.

이번 실험에서는 로켓 및 위성 발사를 지원하는 우주기술개발(도쿄)의 위성을 이용한다. ‘라피드아이(RapidEye)’ 위성이 구분할 수 있는 최소 거리는 5m, ‘지오아이(GeoEye)’는 50cm이다. 이토엔은 이 두 위성을 이용해 자사 전용으로 연간 1회의 촬영을 발주. 녹차 수확의 우선 순위 결정을 지원한다.

이토엔은 우주에서 지상의 데이터를 관측하는 원격탐사 기술로써 복수의 산업에서 활용되고 있는 위성을 이용한 촬영을 녹차 밭에도 이용하기 위해 미야자키 현 미야코노죠(都城) 시에서 실험해왔다. 하지만 어떤 상태가 차 잎의 최적의 수확 시기인지를 판단하는 기준이 필요해, 그 기준을 드론을 통해 만들려는 것이다.

반사파를 통해 수확 시기를 판단하기 위해서는 알고리즘이 이용된다. 이토엔은 미야코노죠 시의 녹차 밭에 2013년부터 근적외 카메라를 설치, 매년 실험 데이터를 수집해 개발해왔다. 아라이 부장팀은 파장 등의 데이터와 생육 상황이 어떤 관계에 있는지를 계속 관찰했다. 미야코노죠 시에서의 실험을 바탕으로 한 알고리즘을 다른 현에서 드론으로 촬영한 영상 분석에 활용한다.

현재 농가에서는 차 밭의 수확 시기가 가까워지면 실제로 따면서 조사한다. 녹차 밭을 돌면서 숙성도를 분석하는데 반나절에서 하루가 걸린다. 수확 시기에는 차 잎의 성장이 빨라 분석 결과를 기다리고 있으면 수확 타이밍을 놓치고 만다. 이토엔의 새로운 시스템은 농가의 부담을 줄일 수 있다.

-- 비용이 보급에 걸림돌 --
하지만 사정은 그리 간단하지 않다. 녹차 밭 장소가 다를 경우 녹차 잎이 숙성되는 조건이 달라져, 재배 장소에 맞는 알고리즘이 필요하다. 미야코노죠 시의 실험을 바탕으로 개발된 알고리즘은 토지에 맞춰 수정할 필요가 있다. 하지만 수확은 일년에 한번, 4~5월경에 이루어지기 때문에 데이터는 많지 않다. 드론의 이용으로 녹차 재배가 곧바로 손쉽게 되는 것은 아니다.

위성과 드론은 각각 농가에서 사용되고 있지만, 이 두 개를 조합해 이용하는 곳은 드물다. 녹차계열 음료 제조사에서는 기린, 산토리, 일본 코카콜라도 이용하고 있지만, 이토엔이 앞서있다.

이토엔에게 이번 새로운 시스템은 높은 비용이 문제이다. 정점 카메라 한 대에 수 십만엔으로, 전국에 1,200헥타르의 계약 재배 면적을 보유한 이토엔이 전체 농가에 이러한 시스템을 보급하는 것은 부담이 크다. 현시점에서 어디까지 보급이 이루어질지는 불투명하다.

그럼에도 불구하고 이토엔이 추진할 수 밖에 없는 이유는 늘어나는 수요에 비해 감소하는 공급 능력 때문이다. 2017년 차 음료 시장은 9,325억엔으로 2년 연속 확대될 전망이다. 이토엔의 2017 5월~2018년 4월의 예상 연결 매출은 4,925억엔으로 3년 연속 증가될 전망이다. 이토엔은 고베(神戶) 시에 2016년 약 30억엔을 투입해 녹차 잎 가공 공장을 신설했다. 농림수산성성에 따르면 2015년 전국의 차 잎 판매 농가∙생산법인 수는 2만144개로, 10년간 반감되었다.

농가의 고령화와 이농(離農) 증가로 인해 차 잎의 공급 능력은 하락되고 있다. 녹차를 생산하고자 하는 농가에게 비용 절감 및 성력화(省力化)가 한층 중요해질 것은 분명하다. 첨단 기술을 활용하는 것이 하나의 활로가 될 것이다.

 -- 끝 --