한국식품연구원 (원장 백현동, 이하 식품연) 식품융합연구본부 스마트제조연구단 권기현 박사 연구팀은 머신비전 기술을 활용하여 배추 심의 정확한 위치와 깊이를 인식하고, 이를 기반으로 배추 심을 자동으로 제거하는 로봇 시스템을 개발했다. 

자동 검사, 프로세스 제어, 로봇 안내와 같은 응용 분야에 대해 이미징 기반 자동화 검사 및 분석을 제공하는 데 사용되는 머신비전 기술은  기존의 수작업 방식과 비교해 작업 효율성 및 정확도를 대폭 향상시킬 수 있다.

식품 제조공정 자동화는 노동력 부족과 생산성 향상 요구를 해결하는 중요한 과제로 떠오르고 있다. 기존의 자동화 시스템은 배추와 같은 농작물의 정확한 심 위치와 깊이를 인식하기 어려워 효율성과 정확도가 낮았으며, 특히 복잡한 형태와 다양한 깊이를 가진 배추 심을 정확하게 식별하기 어려웠다.

이에 따라 수작업에 의존해 왔는데, 시간 소모가 크고 정확도에 한계가 있어 정밀한 심 인식 및 제거 시스템 개발이 필요했다.

머신비전 기반의 로봇 자동화는 이러한 문제를 해결할 수 있는 혁신적인 접근법으로, 정확하고 효율적인 심 제거 작업을 가능하게 한다. 이 시스템은 배추의 밑면과 절단면을 촬영한 영상 데이터를 기반으로 머신비전 모델을 개발하고, 이를 통해 배추 심의 중심 영역과 깊이를 실시간으로 인식하여 로봇 팔이 정확하게 심을 제거할 수 있도록 설계되었다.

또한 실시간 이미지 처리를 통해 작업 중 발생할 수 있는 변수에 대응함으로써 작업자가 개입하지 않아도 자율적으로 작업을 수행할 수 있게 한다. 이로 인해 작업 효율성이 크게 향상되며, 정확도와 작업 일관성이 보장되어 가식 부위의 손실률을 저감하고 폐기율을 감소시키는 효과를 얻을 수 있다.

이번 연구 결과를 활용하여 배추 심 제거 로봇을 개발, 김치 공장 등에서 배추 손질에 사용하는 등 식품 제조 공정 자동화의 새로운 전환점을 제시할 수 있다. 이 기술은 식품 제조업의 인력난 해소와 생산성 향상은 물론, 작업자의 안전과 효율성까지 대폭 개선할 수 있다.

또한, 머신비전 기술을 활용한 비가식 부위 제거 자동화 시스템은 다양한 농작물에 적용할 수 있어, 식품 제조 분야에 혁신적인 변화를 이끌어낼 것이다.

 식품연 권기현 책임연구원은 “ 이번 연구 결과는 식품 제조 자동화 기술의 발전에 중요한 기여를 할 것이다 ” 며, “앞으로도 식품 제조 분야의 생산성 향상과 효율성 강화를 위해 첨단 기술을 융합한 식품 제조혁신 기술 개발에 전념하겠다”고 밝혔다.

(농업환경뉴스 = 김선옥 기자)