In this study, we tried to find out the most appropriate pre-processing method and to verify the feasibility of developing a low-price sensing system for predicting the hardy kiwis sugar content based on VNIRS and subsequent spectral analysis. A total of 495 hardy kiwi samples were collected from three farms in Muju, Jeollabukdo, South Korea. The samples were scanned with a spectrophotometer in the range of 730-2300 nm with 1 nm spectral sampling interval. The measured data were arbitrarily separated into calibration and validation data for sugar content prediction. Partial least squares (PLS) regression was performed using various combinations of pre-processing methods. When the latent variable (LV) was 8 with the pre-processing combination of standard normal variate (SNV) and orthogonal signal correction (OSC), the highest R2 values of calibration and validation were 0.78 and 0.84, respectively. The possibility of predicting the sugar content of hardy kiwi was also examined at spectral sampling intervals of 6 and 10 nm in the narrower spectral range from 730 nm to 1200 nm for a low-price optical sensing system. The prediction performance had promising results with R2 values of 0.84 and 0.80 for 6 and 10 nm, respectively. Future studies will aim to develop a low-price optical sensing system with a combination of optical components such as photodiodes, light-emitting diodes (LEDs) and/or lamps, and to locate a more reliable prediction model by including meteorological data, soil data, and different varieties of hardy kiwi plants.

고추의 정식작업 시 불편한 작업자세와 작업시간의 과다소요로 정식적기를 맞추기 힘든 문제점이 있 다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 개발된 기존의 자동 채소 정식기는 남성체형에 맞추어져 여성이 나 고령자들이 사용하기에는 무겁고, 기계조작에 불편함이 있으며 소음 및 진동이 심하여 작업성근골격 계 질환의 발병률이 높아지게 된다. 따라서 본 연구에서는 내연기관이 아닌 전동모터를 활용하여 소음 및 진동을 줄이고 작업성근골격계 질환의 발병률을 낮추며 여성 및 고령자가 사용하기 쉬운 정식기 개 발을 목표로 하였다. 개발된 1조식 전동형 반자동 고추정식기는 주행장치와 식부장치, 모종공급장치로 구성되어 있으며 주행장치는 24V, 850W의 트랜스액슬, 식부장치는 슬라이더-크랭크 구조를 기본으로 하고 모종공급장치는 컨베이어를 설치하여 모종 트레이에서 뽑아서 컨베이어에 올리는 구조로 설계하였으며 장치를 순서에 맞게 제어하기 위하여 마이크로컨트롤러와 근접센서 등을 활용하여 제어하였다. 시험기의 성능을 분석하기 위하여 전력소모시험 및 정식시험 등을 실시하였다. 시험결과, 전력소모율은 평균 121.48Wh로 나타났으며 65Ah 배터리 기준으로 14시간이 사용 가능한 것으로 나타났다. 정식시험 에서 정식성공율은 73%로 나타났다. 차후에는 본 연구에서 개발된 정식기를 개선하고 최종적으로 자율 주행형 정식로봇을 개발하고자 한다.

양파 수확작업은 양파 재배 작업의 전체 노동 투하시간 중 39%, 81.2hr/10a를 소모하며 이 중 줄기절단작업에 20.7hr/10a가 소요된다. 특히 수확작업은 76%가 인력에 의존하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 굴취와 수거작업에 대한 기계화가 연구되고 있으나 줄기절단기계의 경우, 비닐 멀칭상태에서의 원활한 작업이 가능한 장비가 개발되지 않았으며, 농업용 멀칭비닐로 사용하는 저밀도 폴리에틸렌 필름은 양파재배 기간에 비닐이 부식되어 비닐 인장력이 원재료의 90% 수준으로 저하되므로 비닐제거시 찢어짐이 생겨서 비닐수거에 애로사항이 있었다. 따라서 본 연구에서는 국내 환경에서 줄기절단작업 및 비닐회수작업이 원활하게 가능한 양파수확전처리기 개발을 위한 양파 수분함유량에 따른 줄기절단 높이, 칼날형태, 칼날각도, 비닐 인장력, 가이드의 토양내 전진저항시험 등의 기초실험을 실시하였다. 양파줄기의 수분함유량에 따른 줄기절단높이 시험결과, 수분이 많을수록, 줄기절단 높이가 높을수록 절단저항은 낮게 나타났으며 줄기절단저항 시험에서는 칼날 각도 및 기움각에 따른 절단 저항력 시험에서는 칼날 기움각 30°, 칼날각도 20°에서 절단저항력이 가장 낮게 나타나 왕복식 예취칼날이 적절한 것으로 판단되었다. 비닐 인장시험에서는 0.025mm 비닐이 27.99N의 인장력에서도 찢어짐이 거의 없어 양파 재배 시 사용하는 경우 비닐회수 작업이 원활하게 진행될 것으로 판단되며 또한 가이드의 토양 내 전진저항에서 가이드 각도 40°일때 평균저항은 2.26N으로 적정한 것으로 판단되었다.

Measurement of soil phosphorus(P) that affects crop growth is important in regard to determining the amount of P to be top-dressed. Although numerous methods to measure soil P are available, they mostly implemented in a lab and require considerable time for analyzing. The objective of this study was to find a rapid way for Lancaster colorimetry to analyze soil P effectively and rapidly in a field. 20 soil samples each in Jinju and Geochang, Geongnam were collected and the experiment was conducted based on Lancaster. The colorimetric process can be divided into three stages: extraction, filtration and color development. To find reduced optimum extraction time, the soils were blended with a mixer at intervals of 30sec for 30sec to 2min. Syringe filters with the sizes of 0.45, 1 and 2㎛ and a syringe compressor were used for speed up of filtration. The extracted solutions with reagents were soaked in the bath with 30, 40 or 50°C at intervals of 30sec for 30sec to 2min for optimum rapid color development. Combined Rapid Lancaster(CRL) method was performed for the soil samples using the best results from each process, which was 30sec blending using a mixer, 0.45㎛ syringe filter and absorbance measurement after 2min immersion at 50°C. As a result of the CRL method, R2 for Jinju soil and Geochang soil showed 0.791 and 0.936 respectively when compared to the standard Lancaster method. Since there was no statistically significant difference between Lancaster and the CRL, it was considered that the CRL method could be used to analyze soil P as a substitute for Lancaster. Future study will be conducted with wet field soils in various regions.