작물, 가축, 농산물을 학문의 대상으로 하는 농학은 기상, 토양 등과 같은 자연 현상으로부터 필요한 데이터를 획득하여 이용한다. 그러나, 이들 데이터는 많은 환경 요인의 영향을 받아 그 거동이 매우 복잡한 비선형적 현상을 나타내는 것이 대부분이다. 따라서, 실험을 통해 획득된 데이터의 처리 및 모형화 등을 위해 기존의 수학적, 통계적 방법을 이용하는 경우에 많은 어려움을 겪게 된다. 이에 최근에는 신경회로망 및 퍼지 이론 등과 같은 인공 지능 기법을 이용하여 이러한 문제점을 해결하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 강좌에서는 복잡한 비선형 특성 특히 임의적 거동을 보이는 자연 현상을 기술하기 위해 최근에 대두되고 있는 혼돈 이론에 대한 소개를 하고자 한다.(중략)

퍼지 이론(fuzzy theory)은 정보의 애매성을 다루는 학문으로 과학에 주관성이 도입된 형태의 새로운 학문 분야이다. 인간의 사고를 수치화하고 이를 언어적으로 처리할 수 있는 퍼지 이론은 인공지능(artificial intelligence)의 한 분야로서, 1965년 Lofti Zadeh 교수에 의하여 창안되었다. 초기 기초 연구 중심의 단계에서 현재에는 첨단 전자공학의 발달과 함께 퍼지 제어기의 농업 및 산업 응용이 활발해지고 있으며, 퍼지 칩이나 퍼지 컴퓨터의 개발까지 연구가 진행되고 있다.(중략)

생물체와 자연현상을 대상으로 하는 농업은 알려지지 않거나 불확실하고 애매한 정보를 처리해야 하는 경우가 많다. 따라서 농업시스템 시뮬레이션에 있어 다수의 가정이 필요하여 시뮬레이션 결과의 신뢰성이 떨어지게 되는 경우가 있다. 이러한 경우에 전문가 시스템, 퍼지, 인공신경망 등의 인공지능(Artificial Intelligence) 기술이 효과적으로 이용될 수 있으며 최근에 농업 분야에 응용이 활발해지고 있다. 전문가 시스템(Expert System)은 인공지능의 한 분야로서 인공지능이 실용화되는 과정에서 가장 각광받는 분야 중의 하나이다.(중략)

본 연구에서는 시설 재배 수박에 자주 발생하는 8가지 병과 1가지 생리장해 증상을 진단할 수 있는 수박병 진단용 전문가시스템인 WDES를 개발하였다. 사용된 전문가시스템 개발도구로 HCLIPS를 사용하여 한글 입출력이 가능하게 하였다. WDES의 지식베이스는 35개 IF-THEN 형식의 규칙으로 구성되었으며 추론과정은 순방향 추론방식을 채택하였다. 질문 문항별로 도움말, 도움그림, 질문이유 등의 도움기능을 포함시켜 사용자가 질문 문항에 대한 답변을 쉽게 할 수 있도록 하였다. 수박재배자와 전문연구자들이 WDES를 사용해 본 결과 WDES의 타당성과 실용가능성을 인정할 수 있었다. 실제 수박밭에서는 다양한 종류의 병과 생리적 장해가 함께 발생되고 있으므로 WDES가 실용적으로 사용되기 위해서는 각종 병 증상들에 대하여 좀더 세부적인 특징을 파악하여 지식베이스 내의 규칙을 보완해야 한다.

본 연구에서는 토마토를 일정한 기간(15일) 동안 저장하여 토마토의 품질인자인 감모율, 색상과 경도를 분석하고 비 파괴적 방법으로 토마토 경도를 측정한 결과로 경도와 감모율 사이의 상관관계를 분석하고 선형회귀모델을 도출하여 토마토 품질을 예측하고자 하였다. 그린하우스에서 재배된 ‘티와이250’품종을 수확한 후 일반 과실 종이 박스에 포장한 후 설정환경이 10℃, 90%RH인 항온항습챔버에 저장하여 3일 간격으로 경도, 무게와 색상 변화를 조사하였다. 15일간 저장 중 감모율은 저장기간이 증가함에 따라 증가하나 1.1% 정도에 머물러 단순히 감모율 인자로만 판단했을 때 토마토의 신선도 품질에 영향 끼치는 수준은 아니다. 색상변화 중 명도와 색조 각은 저장기간의 증가에 따라 감소하는 경향을, a/b와 ΔE는 증가하는 경향을 나타냈었고 일원분산분석결과를 볼 때 유의한 수준이었다(p<0.001). 경도는 저장기간이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며 저장 15일차에는 경도감소율이 40% 이상인 것으로 나타났다. 그리고 비 파괴방법으로 측정한 경도 값과 감모율 사이의 상관관계를 분석하여 선형회귀모델 WL=-0.0241×F+1.5213을 하였으며 모델의 추정치 오차는 ±0.231이었다. 이러한 결과에 비추어볼 때 수확 후 일정한 저장환경에서 비파괴적인 경도 측정을 통해 감모율을 추정하고 신선도를 판단하는 지표고 사용하는 것이 가능한 것으로 판단되었다.

Temperature, humidity and wetness duration were monitored for fully developed paddy rice canopies with 3 different structures induced by the seeding method(puddled-soil drill seeding, DS ; hand broadcasting, HB ; machine broadcasting, MB). Within-canopy air temperature averaged over "clear sky" hours during the study period(maximum tillering through heading) was lower than the screen temperature at a nearby standard weather station, especially in the night. The same trend was true for "overcast sky" hours except the diurnal distinction. Vapor pressure within the canopy was high during the daytime and low in the night, making the daytime deviation from outside the canopy more significant on clear days. Under the overcast sky, the canopy maintained a steady 5 to 10％ higher vapor pressure than the outside regardless of day or night. Daily maximum temperature was observed to be higher within the canopies with more leaf mass, making MB the highest, HB the lowest, and DS in between. Relative humidity was over 90％ in the night and dropped to 70％ in the mid-afternoon, but vapor pressure within the canopy was highest at around 13:00 LST. Dew point depression was lowest and, combined with the temperature, the relative humidity was highest in HB. Mean period of wetting duration was in the order of DS＞HB＞MB, while the dew point depression was greatest in DS.