[적용사례] 방수형 엣지 AI 컴퓨터, 농업 자율화의 핵심이 되다 | 비맥스테크놀로지
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Overview
방수·방진 기능이 탑재된 엣지 AI 컴퓨터는 먼지와 습기 등 열악한 환경에서도 실시간 현장 데이터 처리를 가능하게 하여 자율형 농업 장비의 성능을 효율적으로 향상시킵니다. 이 시스템은 카메라, 라이다(LiDAR), 토양 수분 센서 등에서 받은 데이터를 AI 알고리즘을 활용해 즉시 처리하여 파종, 관개, 수확 등의 작업에 필요한 실시간 결정을 내릴 수 있도록 합니다. 클라우드 의존도를 최소화하고, 엣지 컴퓨팅을 통해 현장에서 직접 연산을 수행함으로써 더 빠른 반응 속도와 높은 신뢰성, 그리고 지연 시간을 최소화하여 자율 작업에 필수적인 요소를 제공합니다.
방수·방진 설계 덕분에 비, 관개 작업 등 다양한 환경 조건에서도 시스템이 문제없이 작동하여 실외 농업 환경에 최적화되어 있습니다. 이러한 내구성과 AI의 정밀성이 결합되어 농기계의 성능이 개선되고, 최적화된 농약 살포, 정확한 비료 투입, 잡초 감지 및 자동 제거 작업과 같은 작업의 정확성과 효율성이 증가합니다.
결과적으로 이러한 시스템은 자원의 소비를 줄이고, 작물의 생산량을 높이며, 운영 비용을 절감하여 기존 농법 대비 생산성과 수익성을 크게 높입니다. 악천후에도 24시간 연속 작업이 가능하여 일관성과 정밀성을 유지할 수 있어 평균 이상의 수확량과 보다 지속 가능한 농업 환경을 조성하는 데 기여합니다.
Challenges
방수·방진 엣지 AI 시스템을 농업 기계에 적용할 때 몇 가지 도전 과제가 존재합니다. 극심한 더위, 직사광선, 급격한 온도 변화와 같은 환경 조건은 전자 부품에 부담을 주고, 과열이나 오작동을 유발할 수 있습니다. 농약, 빗물, 관개수와 같은 액체로부터의 방수가 중요하므로 특수 제작된 케이스와 밀폐 장치가 필요합니다. 또한 먼지, 흙, 이물질 등이 시스템의 커넥터, 통풍구, 센서 등에 막힐 수 있어 주기적인 청소가 필요합니다.
울퉁불퉁한 지형에서 발생하는 충격과 진동은 하드웨어와 연결 부위에 마모를 일으킬 수 있으므로 내충격 설계를 통해 안정성을 유지해야 합니다. 또한 데이터 송수신을 위한 무선 통신은 광범위한 농장에서 끊김 없는 연결성을 유지해야 하며, 원격 지역에서는 4G, 5G, 저전력 광역 네트워크(LPWAN) 등의 솔루션을 이용해도 통신 장애나 음영 지역(dead-zone)이 발생할 수 있습니다.
여러 자율 장비 간의 조정과 협력을 위해 매끄러운 상호 연결과 실시간 데이터 교환이 필수입니다. 메시 네트워크(mesh network) 또는 차량 간 통신(V2V)을 통해 장비들이 상호 데이터를 공유하고 실시간으로 작업을 조정하여 현장의 작업 효율성을 최적화해야 합니다. 장비 간의 호환성과 효율적인 동기화를 확보하면서 신뢰성 있고 안전한 통신 인프라를 구축하는 것이 중요합니다.
Solution
농업 기계를 위한 자율 시스템 전문 파트너 중 하나는 Neousys의 방수형 패널 PC인 NRU-170-PPC를 선택했습니다. 이 시스템이 선택된 주요 이유는 다음과 같습니다.
IP66 방수·방진: NRU-170-PPC는 IP66 등급으로 농업 환경에서 작동하는 데 최적화되어 있습니다. 먼지, 직사광선, 농약 살포, 관개 또는 비가 오는 상황에서도 환경적 영향을 거의 받지 않습니다.
FAKRA Z (GMSL2) 또는 M12 카메라 커넥터: FAKRA Z(GMSL2) 커넥터는 차량용 GMSL 고속 영상 전송 카메라에 최적화되어 있으며, IMX390, ISX031, IMX490 CMOS 센서 기반 카메라와 사전 통합된 드라이버를 지원합니다. M12 PoE+ 포트 옵션은 IP/산업용 카메라, 라이다, 센서 등 다양한 센서를 지원하여 차량 인식 용도로 최적입니다.
4G LTE/5G NR 무선 통신 기능: 시스템은 현장에서의 차량 간(V2V) 통신을 위한 CAN/COM/WiFi 모듈을 위한 mini-PCIe 슬롯과, 음영 지역 방지 및 통신 이중화를 위한 듀얼 SIM 장착 가능한 M.2 B-key 슬롯(4G LTE/5G NR)을 갖추고 있습니다.
차량 내 기능 지원: 8V~35V 넓은 입력 전압 범위와 점화 전원 제어, CAN FD, RS232 포트를 지원하며, MIL-STD-810H 등급의 충격 및 진동 내구성을 갖추어 현장 농업 기계에 이상적입니다.
10.1인치 콤팩트 올인원 시스템: 밝기 1000cd/m²의 10.1인치 터치스크린 패널은 햇빛 아래에서도 잘 보이며, 습한 환경에서도 단일 손가락 터치 모드를 지원하여 작업자가 현장에서 즉각적인 결과 확인 및 조정이 가능합니다.
강력한 AI 추론 성능: NVIDIA® Jetson Orin™ NX를 통해 최대 100 TOPS(INT8, sparse)의 AI 연산 성능과 동시에 18개의 1080P 영상 스트림 처리 능력을 제공합니다.
결과적으로 Neousys NRU-170-PPC는 극한의 농업 환경에서도 안정적으로 작동하는 고신뢰성 엣지 AI 솔루션으로, 자율 작업의 정확도와 생산성을 극대화하며 스마트 농업을 실현하는 핵심 플랫폼으로 자리매김 할 수 있습니다.
NRU-170-PPC Series IP66 방수 Jetson Orin™ NX/ Nano 기반 산업용 팬리스 컴퓨터
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