농산업에서도 AI, 디지털 트윈, 로봇 등 자동화와 디지털화 전환 추세가 예고되고 있다. 첨단 기술 스타트업 중심으로 AI 기술 개발과 도입이 확대되고 있는 가운데 엔비디아 기술이 농산업 곳곳에도 침투하고 있다.

엔비디아가 28일 로봇 기반 농업 스타트업인 조르디(Zordi)에 AI와 로보틱스 솔루션을 제공해 지속 가능한 농업 혁신을 지원하고 있다고 밝혔다.

조르디는 엔비디아 소프트웨어와 GPU 제품군 등을 활용해 AI 로봇 개발 및 자동화 실내 재배 등에 활용하고 있다. 조르디의 창업자 이길우 대표는 워싱턴 대학교에서 AI와 로보틱스 공학 박사 과정을 마치기 전부터 자율농업 비즈니스에 대한 투자 지원을 받았으며, 수직농업 스타트업 플렌티(Plenty)의 대표였던 케이시 콜(Casey Call)과 함께 2020년 조르디를 설립했다.

조르디는 지난해 홍성군 지역특화작목인 ‘홍희 딸기’ 재배 확산을 위해 홍성군과 딸기육종 민간전문기업 헤테로와 3자 공동 연구개발 협약을 체결하고, AI와 로보틱스 기술을 공유해 재배 자동화를 돕고 미국 수출을 확대하고 있다.

조르디는 수경 재배 작업에서 두 가지 유형의 로봇을 사용하고 있다. 하나는 기초 모델을 사용해 식물의 건강 상태에 대한 정보를 수집하는 정찰 로봇이다. 다른 하나는 과일을 조심스럽게 수확하고 배치하며 다른 작업을 처리하는 수확 로봇이다.

엔비디아 GPU를 사용해 작물 건강 모델부터 과일 수확, 품질 평가 모델에 이르기까지 모든 것을 훈련하고 있다. 이 대표는 자율 온실 시스템을 전 세계에 배포해 지역 시장을 지원하고자 한다. 이를 통해 운송에서의 탄소 발자국을 줄이고, 더 신선하고 맛있는 과일을 지속 가능한 방식으로 재배하는 것이 목표이다.

로봇 딸기 재배기로 미국 슈퍼마켓 체인인 웨그먼스(Wegmans)에서 과일을 공급했으며, 현재 뉴저지와 캘리포니아의 파트너 온실 농장과 함께 사업을 확장해 나가고 있다. 엔비디아 가속 AI 자동화를 실내 재배에 도입하고 있으며, 이는 제조와 물류 운영의 발전과 많은 면에서 유사하다.

■ 젯슨 AGX 오린, 농업 AI 자동화

조르디는 엔비디아 젯슨 AGX 오린(Jetson AGX Orin) 모듈을 사용해 AI 모델과 로봇을 개발하고 있다. 이를 통해 센서 데이터를 수집하며 △식물·꽃·과일의 건강 상태 △초기 해충과 질병 증상 △수분과 영양의 필요성 △빛과 온도 관리 등을 인식하는 모델을 테스트한다.

이 대표는 “젯슨이 에너지 효율성과 엔비디아 파트너가 제공하는 저비용 고성능 카메라를 사용할 수 있다는 점이 조르디에게 매력적인 요소”라고 말했다. 조르디는 각 로봇에 여러 대의 카메라를 설치해 데이터를 수집한다.

아울러 이 대표는 “젯슨은 저가의 카메라를 많이 사용할 수 있게 해준다. 젯슨을 사용하면 다양한 카메라를 사용할 수 있고 배터리 관리도 더 잘할 수 있다”고 말했다.

모니터링 로봇과 수확 로봇을 개발해 농업 현장의 노동력 부족 현상 해결에도 기여할 비전을 갖고 있다. 이 대표는 “우리는 수확 로봇이 시뮬레이션의 도움을 받아 잎사귀 가지치기 같은 더 정교한 작업도 수행할 수 있기를 바란다”고 말했다.

■ 옴니버스 아이작 심, 농업 디지털 트윈 강화

조르디는 산업 제조업체와 마찬가지로 AI를 통해 실내 재배 작업을 향상시키는 방법을 모색하고 있다. 이를 위해 옴니버스(Omniverse)의 아이작 심(Isaac Sim)을 사용한 시뮬레이션과 디지털 트윈을 통해 운영을 최적화하고 있다.

소프트웨어 플랫폼은 로봇 센서에서 수집된 모든 데이터를 시각화해 공간 지도가 포함된 실시간 대시보드를 제공한다. 이를 통해 시설 내 모든 식물을 실시간으로 확인할 수 있어 원격으로 생산을 쉽게 모니터링할 수 있다.

기초 모델을 사용해 식물의 상태를 분석하고 선택적 작물 관리 권장 사항을 제시함으로써 경험이 부족한 농장 운영자들의 농장 관리를 지원한다. 박사 학위 논문에서 강화 학습과 시뮬레이션에서 현실로의 전이에 대한 내용을 다룬 이 대표는 “우리가 이 모든 것을 아이작 심과 옴니버스에 적용하는 것은 말 그대로 한 걸음만 더 가면 된다”고 말했다.

조르디는 딸기뿐만 아니라 오이, 토마토에 대한 그립 시뮬레이션 작업도 진행하며 다른 카테고리로도 확장하기 위해 노력하고 있다. 이 대표는 “딸기나 다른 작물의 경우, 조심스럽게 다룰 수 있다면 유통기한을 늘리는 데 도움이 된다”고 말했다.

AI가 지속 가능한 작물 관리 결정을 추천하고, 로봇이 힘든 작업을 수행하는 완전 자율 농업 시스템을 만들어 농사를 쉽게 하고 수익성 있게 만드는 것을 목표로 하고 있다.

이 대표는 “우리에게 정말 중요한 것은 이 모든 것을 어떻게 자동화할지 그리고 많은 자동화가 이뤄지는 농장에서 실제로 의사결정을 내리고 생각하는 AI를 어떻게 구현할 것인가 하는 점이다”라고 말했다.