온실에 침입한 해충을 드론으로 잡는다?

 (Credit: PATS)

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(Ultrasonic speaker in greenhouse. Credit: Dayo Jansen)

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(Moth flight activity during the night. Credit: Dayo Jansen)

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들어만갈 수 있으면 온실은 해충들에게 이상적인 낙원입니다. 1년 내내 따뜻하고 온화한 기후에 입에 맞는 식물만 가득한 공간이기 때문입니다. 대부분의 경우 농약을 사용하지 않고 재배하기 때문에 해충이 한 번 침입하면 급속도로 번지는 경우가 많습니다. 결국은 농약을 치거나 혹은 한 번 농사는 포기해야 할수도 있습니다.

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네덜란드 바헤닝언 대학의 다요 얀센(Dayo Jansen, Wageningen University)은 드론을 이용해 이 문제를 해결할 수 있는 방법을 개발했습니다. 바로 나방의 자연 천적인 박쥐처럼 날아다니는 드론을 이용해서 우연히 내부로 들어온 나방이 알을 낳고 증식하기 전에 제거하는 것입니다.

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나방만 정확히 인식하고 제거할 수 있다면 꿀벌처럼 필요한 곤충을 지킬 수 있고 농약을 쓰지 않아 무농약 농작물로 팔 수 있어 온실 재배 농가 입장에서도 비싸지만 않다면 일석이조가 될 수 있습니다. 미니 드론은 충전 패드 위에서 자동으로 충전되며 다른 약물이나 장치 없이 로터를 이용해서 나방을 그대로 갈아 버립니다.

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(Computer vision of drone hunting a moth in the greenhouse. Credit: Dayo Jansen)

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실제 온실에서 실험 결과 드론은 효과적으로 나방을 제거했지만, 동시에 적지 않은 소음을 내기 때문에 일부 나방은 비행 패턴을 바꿔 잡기 어렵게 되는 경우도 있었습니다. 연구팀은 나방의 행동 패턴을 정확히 예측하기 위해 추가 실험을 진행했습니다.

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온실 내에 적외선 카메라를 통해 나방의 움직임을 파악하는 한편 나방의 자연 천적인 박쥐와 비슷한 40KHz의 초음파을 내는 스피커를 장착해 나방의 행동 패턴을 관찰했습니다. 그 결과 나방은 주로 밤 시간대에 활약했지만, 초음파를 감지하면 활동이 크게 줄어드는 것으로 나타났습니다.

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이런 행동 패턴은 드론이 효과적으로 나방을 사냥하는데 도움을 줄 수 있습니다. 꿀벌 같이 필요한 곤충이 활약하는 낮 시간 대에는 초음파를 틀어 주고 드론이 움직이는 시간 대에만 꺼놓으면 더 효과적인 사냥이 가능할 것입니다.

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연구팀은 이 기술의 상업화를 위해 PATS라는 스타트업을 설립하고 나방을 추적하는 적외선 카메라 시스템인 camera vision recognition system (PATS-C) 250곳의 온실에 설치했습니다. 그리고 올해 말에는 나방 제거 드론 시스템인 PATS-X을 출시할 예정입니다. 과연 실물이 얼마나 효과적일지 궁금합니다.

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참고

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https://phys.org/news/2023-07-exterminating-greenhouse-pests-bat-inspired-drones.html

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https://newatlas.com/drones/pats-drones-greenhouse-pest-insects/