A Study on the AI Analysis of Crop Area Data in Aquaponics

아쿠아포닉스 환경에서의 작물 면적 데이터 AI 분석 연구

Unlike conventional smart farms that require chemical fertilizers and large spaces, aquaponics farming, which utilizes the symbiotic relationship between aquatic organisms and crops to grow crops even in abnormal environments such as environmental pollution and climate change, is being actively researched. Different crops require different environments and nutrients for growth, so it is necessary to configure the ratio of aquatic organisms optimized for crop growth. This study proposes a method to measure the degree of growth based on area and volume using image processing techniques in an aquaponics environment. Tilapia, carp, catfish, and lettuce crops, which are aquatic organisms that produce organic matter through excrement, were tested in an aquaponics environment. Through 2D and 3D image analysis of lettuce and real-time data analysis, the growth degree was evaluated using the area and volume information of lettuce. The results of the experiment proved that it is possible to manage cultivation by utilizing the area and volume information of lettuce. It is expected that it will be possible to provide production prediction services to farmers by utilizing aquatic life and growth information. It will also be a starting point for solving problems in the changing agricultural environment.

화학비료와 넓은 공간이 있어야 하는 기존의 스마트팜과 달리, 수생생물과 작물간의 공생 관계를 활용하여 환경오염 및 기후 변화 등의 비정상적인 환경에서도 작물 재배가 가능한 아쿠아포닉스 농법이 활발하게 연구되고 있다. 해당 농법은 작물마다 생장에 필요한 환경과 영양분이 다르므로, 생장에 최적화된 수생생물 비율을 구성이 필요하다. 본 연구는 아쿠아포닉스 환경에 영상처리 기법을 활용하여 면적과 부피를 기준으로 생육 정도를 측정하는 방법을 제안한다. 배설물을 통해 유기물 생성하는 여러 종류의 민물고기와 상추 작물을 아쿠아포닉스 환경에 생육을 통해 검증하였다. 상추의 2D와 3D 영상 분석과 실시간 데이터 분석을 통해 상추의 면적 및 부피 정보를 활용하여 생장 정도를 평가하였다. 실험 결과, 상추의 면적과 부피 정보를 활용하여 재배관리가 가능하다는 것을 입증하였다. 수생생물과 생육 정보를 활용하여 농업인에게 생산 예측 서비스 제공과,변화하는 농업 환경에서의 문제점을 해결하는 시작점이 되어줄 것으로 보인다.