브라질 고이아스주립대-중국 란저우대, 4족 보행 로봇으로 붉은불개미 서식지 찾는다

 

 

 

▲ 붉은불개미 서식지를 찾는 사이버독

 

브라질 고이아스주립대학(State University of Goiás)과 중국 란저우대 (兰州大学) 공동 연구팀이 4족 보행로봇과 인공지능 기술을 활용해 세계적인 해충인 ‘붉은불개미(RIFA·Red Imported Fire Ants)‘의 서식지를 찾는 새로운 방법을 고안했다고 21일 밝혔다.

 

이번 연구 성과는 SCI급 저널 ’해충관리과학(Pest Management Science)‘에 발표됐다(논문 제목:The implementation of robotic dogs in automatic detection and surveillance of red imported fire ant nests)

연구팀은 샤오미의 4족 보행 로봇 ’사이버독‘에 붉은불개미를 식별 및 통제할 수 있는 인공지능 모델을 결합했다.

 

연구논문 교신저자인 에두아르도 폭스(Eduardo Fox) 연구원은 “붉은불개미 서식지는 훈련을 받지 않은 사람들이 현장에서 확인하기 어렵고, 뜨거운 태양 아래에서 넓은 지역을 탐색하는 것은 시간이 많이 걸리고 사람을 지치게한다. 이에 비해 로봇은 특별한 훈련을 받은 사람을 필요로 하지 않으며, 자동으로 서식지의 위치를 파악하고 온도 조건에 관계없이 하루 중 다양한 시간에 가동할 수 있다"고 말했다.

 

연구팀에 따르면 RIFA는 전 세계적으로 가장 파괴적인 해충 중 하나다. 1930년대에 우연히 미국에 유입된 이후 중국, 일본, 유럽 등 다양한 지역에 침입종으로 확산되어 광범위한 환경 피해와 경제적 손실을 초래하고 있다.

 

에두아르도 폭스 연구원은 "RIFA는 기존 지역에서 빠르게 증식하면서 지역 동식물을 대체하는데, 특히 새, 파충류 등이 취약성으로 보이며 일부 식물을 손상시킨다”고 말했다. RIFA 개체군을 통제하기 위한 기존의 접근 방식은 지역 생태계를 해칠 위험이 있는 살충제 등을 사용한다.

 

연구팀은 샤오미의 4족 보행 로봇 사이버독을 활용해 1100개가 넘는 RIFA 서식지에 관한 이미지 데이터 세트로 훈련된 기계학습 모델과 통합했다. 이 접근 방식은 90% 이상의 서식지 탐지 정밀도를 보였다. 사이버독은 앞발로 서식지를 누르도록 프로그래밍되어 있다.

 

연구팀은 학생들을 대상으로 붉은 불개미 서식지를 찾는 훈련을 시키고 4족 보행 로봇과 비교 실험을 실시했다. 현장 실험 결과 로봇 시스템이 인간 검사자들보다 3배 이상의 RIFA 서식지를 찾아낸 것으로 나타났다.

 

연구팀은 4족 보행 로봇이 우수한 성능을 보였지만 배터리 지속 시간이 짧고 보다 민첩하고 효율적인 모델을 얻기위해선 높은 비용을 지불해야한다는 점을 확인했다.

 

중국 란저우대학 교신저자인 정옌(Jeng Yan)은 "전통적인 접근 방식보다 로봇 시스템을 사용하는 것이 현재는 더 비싸지만, 시간이 지나면서 비용은 최적화될 수 있다“고 말했다.

 

장길수 ksjang@irobotnews.com

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