우리나라 농촌 인구의 고령화는 빠르게 진행되고 있으며, 2020년 기준 농업경영주의 평균 연령은 66.1세, 65세 이상 경영주 비율은 56%에 이른다. 2022년 기준 밭작물 전체의 기계화율은 63.3%인 반면, 정식 작업의 기계화율은 12.2%에 불과하며, 특히 고추 정식의 기계화율은 거의 0% 수준이다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 1회전 2식부 방식의 식부 메커니즘을 적용한 고추 정식기를 설계하였다. 식부 장치는 식부 프레임, 암(arm), 그리고 호퍼로 구성되며, 호퍼는 상사점에서 모종을 공급받아 하사점에서 식부한 후 모종과의 충돌 없이 복귀하도록 캠 메커니즘과 스윙 구조의 보조를 받는다. 호퍼는 하강 시 시계 방향의 반원 궤적을 따라 이동하고, 상승 시에는 타원 궤적으로 이동하며, 이때 상승 궤적은 사이클로이드 곡선과 높은 유사성을 보였고 주행속도가 증가할수록 그 유사성이 더욱 증가하였다. 재배 환경에 따른 주행속도는 하우스 재배에서 2.0 km/h(55.6 rpm), 노지 일반 재배에서 2.5 km/h(52.1 rpm), 노지 터널 재배에서 3.0 km/h(50.0 rpm)로 설정하였다. 식부 암의 회전속도를 60 rpm으로 고정한 조건에서, 주간거리별 최대 주행속도를 산출하였다. 주행속도와 주간거리가 증가할수록 식부 호퍼의 후퇴 면적은 감소하는 경향을 보였으며, 노지 터널 재배 조건(주간거리 500 mm, 주행속도 3.6 km/h)에서 가장 작은 후퇴 면적(10,560.0 mm²)이 나타났다. 본 연구는 1구 2식부 방식의 식부 메커니즘이 우수한 작동 성능을 가짐을 입증하였으며, 고추 정식기의 구조 및 구동 시스템 최적화를 위한 궤적 및 운전 조건 설정에 기초 자료를 제공한다.

Due to advances in machine intelligence and increased demands for autonomous machines, the complexity of the underlying software platform is increasing at a rapid pace, overwhelming the developers with implementation details. We attempt to ease the burden that falls onto the developers by creating a graphical programming framework we named Splash. Splash is designed to provide an effective programming abstraction for autonomous machines that require stream processing. It also enables programmers to specify genuine, end-to-end timing constraints, which the Splash framework automatically monitors for violation. By utilizing the timing constraints, Splash provides three key language semantics: timing semantics, in-order delivery semantics, and rate-controlled data-driven stream processing semantics. These three semantics together collectively serve as a conceptual tool that can hide low-level details from programmers, allowing developers to focus on the main logic of their applications. In this paper, we introduce the three-language semantics in detail and explain their function in association with Splash’s language constructs. Furthermore, we present the internal workings of the Splash programming framework and validate its effectiveness via a lane keeping assist system.