- 농촌진흥청, 표현체·인공지능 결합해 작물 형질조사 자동화 기술 개발

- 일주일 이상 걸리던 형질조사 작업, 몇십 분 이내로 단축 가능

- 조사 인력 줄이고 조사 결과 객관성 높여… 정확도 90% 이상

농촌진흥청(청장 이승돈)은 기후변화 대응 우수 품종을 신속하게 개발하고자 표현체와 인공지능(AI)을 결합해 형질조사* 자동화 기술을 개발했다.

* 형질조사: 우수 품종 개발을 위해 육종 단계에서 작물의 특성을 조사하는 것으로 신품종 등록 시 꼭 필요한 정보

기존에는 연구자가 재배지나 실험실에서 작물 크기, 모양, 색, 수량 등을 직접 눈으로 확인하고 측정하는 방식으로 형질조사를 진행했다. 이렇다 보니, 많은 시간과 인력이 필요하고 조사자의 경험이나 숙련도에 따라 결과가 달라질 수 있어 정확하고 일관된 결과 도출에 한계가 있었다.

최근에는 기후변화로 재배 환경이 빠르게 변하면서 더 많은 작물과 개체를 반복 조사해야 하는 상황이다. 하지만, 기존 방식으로는 신속한 대응이 어려워 우수 품종 개발을 위한 새로운 기술이 필요하다.

이에 농촌진흥청은 지난 3년 동안 개발한 표현체 기술과 인공지능 학습 기술을 활용해 빅데이터 340만 건 이상을 확보한 후 6개* 형질조사 자동화 기술을 완성했다. 정확도는 90% 이상이다.

* 버섯 수량, 콩잎 형태 구분, 콩 생육 예측, 딸기 형태 구분, 사과 품질, 옥수수 착수고

이 기술들을 적용하면 일반 카메라(알지비(RGB) 영상)와 특수 카메라(초분광 영상)로 촬영한 데이터를 활용해 작물 크기와 형태, 병 발생 여부, 생육 상태 등을 수치화해 분석할 수 있다.

기존처럼 수작업으로 처리하지 않아도 돼 인력이 적게 들고, 보통 하루에서 최대 일주일 이상 걸리던 형질조사 시간이 평균 30분 이내로 단축된다. 또한, 조사자의 주관적 판단이 배제돼 조사 결과의 객관성도 높다. 반복 측정 시 같은 결과를 얻을 수 있는 재현성도 높아졌다.

농촌진흥청은 6개 기술에 대해 관련 특허 4건 출원*, 논문 1편 발표**, 저작권 1건을 등록***했다. 이렇게 확보한 기술을 바탕으로 국내 연구자 역량 강화 기술 전수회를 열고, 관련 산업체에 기술을 이전하는 등 기술을 확산할 계획이다.

* (특허) 이미지와 인공지능 데이터의 연계를 통한 표현체 분석 방법 및 장치(10-2024-0194958), 작물 과실 특성 분석을 위한 식생지수 생성하는 방법 및 장치(10-2024-0190520), 식물체 잎 형태 자동 분류 및 딥러닝 학습데이터 생성방법 및 시스템(10-2025-0184654), 생성형 AI기술과 표현체 데이터를 활용한 작물 생육 예측 방법 및 시스템(10-2025-0200141) 

** (논문) 사과 특성 판별용 초분광 신규 지표 개발(Horticulturae, IF 3.1) 

*** (저작권) 딥러닝기반 버섯수량 분석 시스템(C-2023-058298)

한편, 표현체와 인공지능(AI) 결합 형질조사 자동화 기술은 행정안전부 주최 '2025년 공공 에이아이(AI) 대전환 챌린지'에서 기술 가능성과 공공 분야 파급 효과를 인정받아 장려상을 받았다.

농촌진흥청 디지털육종지원과 권수진 과장은 "이러한 기술은 데이터와 지식에 기반한 농업연구 수행에 핵심적인 역할을 할 것"이라며, "표현체와 인공지능을 결합해 디지털육종 기반을 강화하고, 현장 수요 기술 확산에 더욱 노력하겠다."라고 말했다.