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성공의 씨앗 뿌리기: 농업 분야의 AI

Vera Ovanin

3분 읽기

2024년 5월 24일

AI가 머신 러닝을 통해 농업에 혁명을 일으키고 생산성을 향상시키며 자원을 최적화하고 번성하는 미래를 위한 지속 가능성을 촉진하는 방법을 알아보십시오.

농업 분야의 인공 지능(AI)은 농업에 혁명을 일으키고 있습니다. 이 혁신적인 기술이 최첨단 혁신과 스마트한 방식으로 산업을 어떻게 재편하고 있는지 알아봅시다.

Fig 1. 인공지능을 통한 농업의 재정의.

우리 행성의 다른 어떤 분야가 농업만큼 큰 영향을 미칠 수 있을까요?

농업은 전 세계 국내 총생산의 4%를 차지하고 수십억 명을 먹여 살리며 삶을 번성하게 유지하는 세계 경제의 생명선입니다.

모든 농부가 정확하게 작물 수확량을 예측하고 외과적 정밀도로 자원을 할당할 수 있는 세상을 상상해 보십시오. 

그것은 생각만큼 터무니없는 일이 아닐 수도 있습니다.

머신러닝과 농업 덕분에 이것은 더 이상 첨단 기술의 환상이 아니라 일상적인 현실입니다. 

농업 분야의 AI는 엄청난 가능성을 보여주고 있으며, 특히 전 세계 농부의 절반이 기존 솔루션을 알지 못한다는 점을 고려할 때 더욱 그렇습니다.

농업 분야에서 AI의 이점

AI와 농업을 통합하면 농업 효율성과 지속 가능성을 크게 향상시키는 수많은 이점이 있습니다. 주요 긍정적인 결과는 다음과 같습니다.

  • 리소스 최적화. 자동화된 관개 시스템, 토양 센서 및 예측 분석과 같은 AI 기반 도구는 물, 비료 및 기타 투입물의 효율적인 사용을 보장하여 낭비를 줄이고 비용을 절감합니다.
  • 생산성 향상. AI는 작물 건강, 토양 조건 및 자원 사용에 대한 정확한 모니터링 및 관리를 통해 농부들이 더 높은 수확량과 더 나은 품질의 작물을 얻을 수 있도록 돕습니다.
  • 환경 보호. 제어된 관개와 같이 AI로 가능한 지속 가능한 관행은 농업의 환경 발자국을 줄여 생물 다양성과 토양 건강을 증진합니다.

이러한 이점을 활용함으로써 농부들은 자원 잠재력을 최대한 활용하는 보다 탄력적이고 생산적인 농업 시스템을 만들 수 있습니다.

Fig 2. 새로운 식물의 클로즈업 사진입니다.

농업 혁신: 데이터 과학과 농업  

Vision AI는 최첨단 알고리즘을 활용하여 위성 이미지, 드론 및 지상 센서에서 수집된 방대한 데이터 세트를 실행 가능한 통찰력으로 변환합니다. 작동 방식은 다음과 같습니다.

  • 위성 이미지는 작물 건강과 토양 상태에 대한 광범위한 시각을 제공합니다.
  • 드론은 정밀한 모니터링을 위해 상세한 클로즈업 이미지를 제공합니다.
  • 지상 센서는 수분 수준, 온도 및 기타 중요한 요소에 대한 실시간 데이터를 제공합니다.

농부들이 데이터 소스, 머신 러닝, 딥 러닝 및 컴퓨터 비전 알고리즘을 결합하면 복잡하고 방대한 정보에서 귀중한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 

작물 건강 평가 및 토양 상태 평가에서 해충 발생 및 수확량 예측에 이르기까지 모든 매개변수를 포함하도록 조정할 수 있습니다.

AI를 사용한 작물 및 토양 모니터링의 가장 큰 장점은 농부들이 이러한 통찰력을 농업 방식에 즉시 적용할 수 있다는 것입니다.

시간이 지남에 따라 이러한 애플리케이션은 운영 개선, 수익 증가 및 지속 가능성 향상으로 이어집니다.                        

농업 분야에서 머신 러닝을 기반으로 한 더 스마트한 의사 결정

AI의 데이터 기반 접근 방식을 통해 농부들은 작물을 손상시킬 수 있는 잠재적인 문제에 사전에 대응할 수 있습니다. 다음은 AI 모델링이 농업 방식을 어떻게 변화시킬 수 있는지에 대한 설명입니다.

  • 가뭄 예측. Vision AI가 임박한 가뭄을 감지하면 농부들은 물을 절약하고 수확물을 보호하기 위해 관개 일정을 조정할 수 있습니다. 이를 통해 최적의 물 사용을 보장하고 농작물 피해를 예방할 수 있습니다.
  • 질병 예측. 질병 발생이 예측되면 Vision AI는 시기적절한 개입을 가능하게 하여 농부들이 조기에 치료를 적용하고 광범위한 피해를 예방할 수 있도록 합니다. 이를 통해 작물 손실을 최소화하고 수확량 품질을 유지합니다.
  • 영양분 관리. AI는 토양 데이터를 분석하여 영양분 결핍을 판단하고 농부에게 정확한 비료 적용을 안내합니다. 이 목표 지향적인 접근 방식은 토양 건강을 개선하고 작물 생산성을 향상시킵니다.
  • 해충 방제. 머신 러닝 모델은 해충 발생을 예측하여 농부들이 예방 조치를 취할 수 있도록 합니다. 조기 발견 및 치료는 해충 개체 수를 통제하고 작물을 보호합니다.

드론 작물 모니터링을 사용한 수확량 예측

AI 이전에는 농부들이 경험, 직관, 기본적인 일기 예보와 같은 전통적인 방법에 의존하여 농업 활동을 했습니다.

드론 지원 작물 모니터링에서 얻은 정확한 예측을 활용하여 농부들은 농업 관행에 대해 더 전략적으로 접근할 수 있습니다.

최적의 파종 및 수확 시기를 선택하여 가장 유리한 시기에 작물을 심고 수확할 수 있습니다.

이러한 예측을 통해 농부들은 물, 비료, 노동력을 보다 효율적으로 관리하여 불필요한 비용과 낭비를 줄일 수 있습니다.

또한 수확량을 정확하게 예측하는 능력은 시장 수요를 예측하고 소비자 요구를 효과적으로 충족시키기 위해 생산량을 조정하는 데 도움이 됩니다.

미국에서는 현재 정밀 농업 기술의 결과로 생산성이 약 4% 증가했으며, 이러한 기술이 더 널리 보급되면 6% 더 증가할 가능성이 있습니다.

Fig 3. 농작지 감독.

AI 물 관리를 통한 수확량 최적화

AI는 단순히 작물 수확량을 예측하는 데 그치지 않고 가변 비율 시비(Variable Rate Application)와 같은 고급 기술을 통해 수확량 최적화에도 기여합니다.

이 기술을 통해 AI는 토양 구성, 수분 수준 및 작물 건강과 같은 다양한 데이터 포인트를 분석합니다.  

이러한 통찰력을 사용하여 필드 내 각 부분의 정확한 요구 사항을 결정하여 각 구역이 필요한 정확한 영양분과 수분을 받도록 합니다.

이 시스템은 차량의 GPS 장치와 전자 통신을 사용하여 구역 간의 적용률을 조정합니다.

이러한 조정을 활용함으로써 농부들은 비료와 물을 포함한 자원의 최적 할당을 보장할 수도 있습니다.

결과적으로 그들은 전체 분야에서 균일한 성장을 유지할 수 있으며, 이는 궁극적으로 더 많은 수익과 지속 가능성을 실현하는 데 기여합니다.

AI 농업은 이제 피할 수 없는 추세입니다.

농업이 지구에 미치는 막대한 영향과 생명 유지를 위한 중요한 역할을 고려할 때 AI 통합은 활용할 수 있는 새로운 잠재력으로 떠오르고 있습니다.

농부들은 농업 혁신의 힘을 활용하여 전례 없는 통찰력을 얻고 자원 배분을 최적화하고 생산성을 높이며 위험을 완화할 수 있습니다.

앞으로 나아감에 따라 농업 분야의 머신 러닝은 일시적인 추세가 아니라 농부들이 미래 세대를 위해 더 밝은 미래를 경작할 수 있도록 지원하는 근본적인 변화라는 것이 분명합니다.

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