일부 잡초를 피우십시오. 레이저로 제초제가 더 이상 사용되지 않을 수 있습니다

Mar 12, 2023

우리 모두는 어느 시점에서든 반갑지 않은 식물과 얽혀 있습니다. 게풀이 잔디밭에 침입했든, 할아버지의 장미 밭에서 잡초를 뽑는 임무를 맡았든, 제거하기도 힘들고 예방하기도 힘든 일이라는 것을 알게 될 것입니다. 농민의 경우 동일한 문제가 수천 에이커에 달하는 규모로 확장되었다고 상상해 보십시오.

잡초를 처리하려면 일반적으로 가혹한 화학 물질이나 과도한 육체 노동이 필요합니다. 그러나 BBC에서 다룬 바와 같이 레이저는 이 재앙에 맞서 싸우는 새로운 도구가 될 수 있습니다.

잡초는 농업 활동에 온갖 문제를 일으킵니다. 그들은 토양에서 귀중한 수분과 영양분을 빼앗고, 작물 자체가 제대로 자라지 못하게 할 수 있습니다. 심각한 경우에는 식량 작물을 오염시켜 인간이 섭취하기에 안전하지 않게 만들 수 있습니다. 잡초를 처리하기 위해 농부들은 일반적으로 거대한 살포 장치를 사용하여 파종 전과 작물 성장 단계에서 정기적으로 제초제를 밭에 뿌리고 있습니다. 이 장치는 배낭에 장착된 소형 장치부터 하루에 10,000리터의 제초제를 살포할 수 있는 50미터 폭의 붐을 갖춘 거대한 자체 추진 기계까지 다양합니다.

잡초 제거 분야의 최근 개발에는 카메라 시스템을 사용하여 들판의 잡초와 작물을 구별하는 것이 포함되었습니다. 다중 스펙트럼 카메라를 사용한 이미징부터 AI 시스템 사용까지 다양한 기술이 사용됩니다. 그런 다음 기존의 분무기에 제초제를 잡초에 직접 살포하는 특수 제어 가능한 노즐을 장착할 수 있습니다. 이렇게 하면 전체 현장에 무차별적으로 분사하는 것에 비해 엄청난 양의 화학물질을 절약할 수 있습니다.

동일한 기술은 제초제의 필요성을 완전히 없애는 데 도움이 될 수 있습니다. 카메라 시스템으로 식별된 잡초는 화학 물질을 사용하여 제거하는 대신 고출력 레이저로 표적화할 수 있습니다. 그러한 시스템 중 하나가 Carbon Robotics에 의해 개발되었으며 LaserWeeder로 알려져 있습니다. 트랙터 뒤에 견인되는 LaserWeeder는 적외선 범위에서 10.6um로 작동하는 30개의 150W 이산화탄소 레이저 배열을 사용하여 시간당 최대 200,000개의 잡초를 죽일 수 있습니다. 12개의 고해상도 카메라를 사용하여 토양 표면을 이미지화하고 파괴할 잡초를 식별합니다. 시스템을 작동하려면 60kW의 전력이 필요하며, 이는 트랙터의 PTO 샤프트에서 작동하는 발전기에서 공급됩니다. 이 장치는 20피트 너비를 커버할 수 있으며 다양한 작물 행 간격에 맞게 조정 가능합니다.

그럼에도 불구하고 이를 실현하려면 엄청난 기술적 정교함이 필요한 간단한 아이디어입니다. 성공적인 살생을 위해서는 레이저 시스템이 밀리미터 미만 수준까지 정확해야 분열 조직의 올바른 지점에 잡초를 공격할 수 있습니다. 하지만 결과는 가치가 있습니다. 레이저 제초를 사용하면 전체 현장에서 값비싼 화학 물질을 사용할 필요가 없습니다. 대신, 싹이 트고 있는 잡초는 레이저에 의해 즉시 파괴되며, 그 잔해는 단순히 토양에서 분해됩니다. 또한 바람이 대상 작물에서 제초제를 운반하는 스프레이 드리프트 문제를 제거합니다. 보너스로 LaserWeeder는 과도하게 파종된 작물을 솎아낼 수 있어 수확 시기의 수확량을 향상시키는 데 도움이 됩니다.

그러나 레이저 제초는 모든 표적 제초 솔루션과 함께 미래에 새로운 장애물에 직면할 수 있습니다. 진화는 아직 그 추악한 모습을 드러낼 수도 있습니다. 역사적으로 일부 잡초 종은 다양한 일반 제초제에 대한 저항성을 갖게 되어 처리하기가 훨씬 더 어려워졌습니다. 여기서도 같은 일이 일어날 수 있습니다. AI 이미지 인식 시스템은 고유한 시각적 특징을 활용하여 식물이 원하는 작물인지 아니면 싫어하는 잡초인지 판단합니다. 따라서 그러한 시스템은 현장의 잡초에 진화적인 압력을 가할 수 있습니다. 이는 자신의 생존을 위해 주변 작물을 시각적으로 모방하기 시작하는 해로운 잡초를 번식시키는 데 도움이 될 수 있습니다.

이 기술에는 속도라는 한 가지 주요 단점이 있습니다. 폭이 20피트에 불과하고 시간당 1마일의 속도로 작동하는 LaserWeeder는 시간당 2에이커에 불과합니다. 이에 비해 현장에서 대형 자체 추진 분무기를 사용하면 시간당 최대 200에이커의 속도가 가능합니다. 약품 탱크를 다시 채우는 데 걸리는 시간을 고려하면 그 수치가 절반으로 줄어들 수 있지만 이는 여전히 전통적인 스프레이 방식에 유리한 큰 장점입니다. 시간이 지나면 회사는 이 문제를 무효화할 자율 LaserWeeder를 출시하기를 희망하지만 아직은 먼 미래의 일입니다.