【インタビュー】韓国ロボット融合研究院のチョ・ヨンジュン団長、「アップルフレーション」に備えリンゴ全周期ロボット開発に着手

リンゴ栽培は、春の一時期に花が咲く際、受粉がどれだけうまくいくかによってその年の作柄が左右される。受粉はミツバチの役割だ。しかし気候変動などの影響でミツバチの集団死が発生することもあるなど、毎年状況は異なる。開花期に低温被害まで重なると着果が不振となってリンゴ価格が跳ね上がり、これが物価全般を押し上げるいわゆる「アップルフレーション（アップル＋インフレーション）」へと広がる。逆に作柄が良すぎる年には価格が下がり、農家が損失を被る。

ミツバチだけに頼れない農家は、花粉を花に直接付ける人工受粉で不足分を補う。ところが、この花粉の大半は輸入品だ。韓国ロボット融合研究院（KIRO）のチョ・ヨンジュン農業食品研究団長によると、国内の果樹農家が使用する花粉の80～90％は中国産だ。輸入花粉を通じて果樹火傷病のような病原菌が一緒に入ってくる可能性があるとの懸念が継続的に提起されている。しかし輸入を全面的に遮断すれば、直ちに受粉作業が止まってしまうため、発生地域だけを制限する水準で管理されているというのが現場の説明だ。

国産花粉が増えない理由は生産現場にある。チョ団長によると、慶尚北道青松には花粉を得るために花木だけを育てる2ha規模の国内最大団地がある。花を摘める期間は1年のうち1週間ほどだ。この間、村の高齢者を総動員して手で花を摘んでも回収率は30％程度にとどまり、残りは地面に落ちて捨てられる。1週間分の人件費は6000万ウォンに達するが、年間の花粉生産量は5～10kgにすぎない。国産品は中国産より4～5倍高いため農家が求めず、求められないため生産も増えない悪循環だ。KIROが受粉から花粉生産までを網羅する果樹ロボット開発に乗り出した背景である。

チョ団長は10月30日、KIRO安東農業ロボット実証センターで行ったインタビューで、「作柄不振の最大の原因は環境で、その次が毎年状況が変わるミツバチだ」とし、「ロボットが受粉すると言うとミツバチが必要ないと誤解されかねないが、受粉はミツバチが行うのが最もよい。ただしミツバチが不安定なので、ロボットが補助的に入り、生産を安定させようということだ」と述べた。
 

農村振興庁・農林畜産食品部の統合課題…「下半身」と統合はKIROが

今回の課題は、農村振興庁と農林畜産食品部が共同で推進する農業AX（人工知能転換）統合課題だ。3つの細部課題で構成され、総括は農村振興庁が主管する研究開発課題1（株式会社メタファーマーズ）が担う。ロボットを人の形に例えると、腕と胴体に当たる上半身ハードウェアと作業AIは、研究開発課題1「果樹農作業行動特性模倣学習型制御技術開発および農業ロボット技術標準化研究」を担当する株式会社メタファーマーズが担う。果樹園と果実を認識する「目」である視覚知能は、「果樹園環境対応農作業要求性能分析および意思決定のための視覚知能化核心技術開発」を忠南大学校産学協力団（イ・デヒョン教授）が進める。農林食品技術企画評価院（農技評）を通じて選定されたKIROの研究開発課題3は、「果樹生産安定化のための栽培管理ロボットプラットフォームおよび知能化技術開発」として、下半身である自律走行プラットフォームと走行AIを開発する。研究期間は2026年4月から2030年12月までの4年9カ月だ。

KIROは各課題から出てくる上半身・視覚知能を一つにまとめるシステム統合と現場実証も担う。チョ団長は「総括は農村振興庁が担うが、農林畜産食品部の課題は量産を考えなければならないため、システム統合はわれわれが行うことで協議された」と説明した。この事業には課題（コンソーシアム）ごとに約20機関が参加し、競争率は約4対1だった。チョ団長は「国内でロボットを手掛ける機関・企業・学校は、今回すべて入っていると見ればよい」と述べた。

KIROの課題には国費のほか、慶尚北道と安東市の地方費がマッチングされた。比率は国費と地方費が約6対4だ。必須要件ではなかったが、リンゴ主産地である自治体が追加投資する代わりに、現場の課題である花の収穫と花粉（花粉）生産を業務に入れてほしいと要請した。農林畜産食品部の果樹花卉課も国産花粉の確保に大きな関心を寄せているというのがチョ団長の説明だ。
 

なぜリンゴなのか…多軸平面型樹形一つに絞った

対象作目はリンゴ、その中でも多軸平面型樹形に絞った。木を壁のように平たく育てる多軸平面型は機械が入りやすく、機械に親和的であればロボットにも親和的だ。チョ団長は企画段階の農家インタビューで、「高齢農家は木をすべて抜いて新しく植えたところでどれだけ育てられるのかと言ってなかなか変えないが、40～50代の農家は生産量と労働力削減の差が大きいため、すべて変えている」という話を聞いたと伝えた。チョ団長によると、多軸平面型は慶尚南道居昌に最も多く普及しており、主産地である安東・青松も既存の細長紡錘型から急速に転換している。

樹形を一つに固定したのは、過去の失敗から得た教訓だ。競争課題で勝つには紡錘型・平面型・一文字型をすべてこなすと提案しなければならず、受注後にはそれが負担となって成果が出ないことが多かったという。チョ団長は「ロボットが全天候で何でもできるというのは雲をつかむような話だ」とし、「栽培方式をロボットに親和的に変え、それに合うロボットで効率を高めるのが正しい。今回は樹形を明確に決めてくれたので、個人的にも期待が大きい」と述べた。

だからといって果樹園が容易な現場というわけではない。露地では直射日光でカメラ画面が白飛びし、ロボットが何も見えなくなることが起こる。既存の果樹園の相当数は5～10度の丘陵地にあり、一度植えると10～15年育てる木をロボットが傷つければ、損失はその年の農作業にとどまらない。実証を行う農家を見つけるのが難しいことも障害だ。チョ団長は「賃借料を支払うとしてもリンゴ生産の収支と合わなければならないため、便宜を図ってくれる農家は多くない」と述べた。
 

一つのプラットフォームに作業機を交換…花は「たたいて吸い込む」

リンゴの1年の農作業は、冬季剪定から収穫まで大きく9つの作業に分かれる。このうち国費課題は剪定・受粉・摘花・収穫の4つを担い、地方費で花の収穫と花粉生産が加わった。上部プラットフォームは共用し、末端のハンドツールと補助装置を作業ごとに替える方式だ。剪定には枝をつかむグリッパーと切断機を備えた双腕が、受粉には花粉を花の近くで精密散布するチップが取り付けられる。摘花時には摘花剤タンクを、収穫時には箱を押し出すコンベヤーを載せる。剪定した枝は前方の破砕機ですぐに砕き、果樹園にまく。チョ団長は「切って置いておくと再び回収しなければならないが、破砕してくれれば養分にもなるのでよいという反応が多かった」と伝えた。

収穫は作業速度がカギだ。課題提案要請書（RFP）が求める作業能率は1時間当たり1000㎡（約300坪）だが、リンゴを摘んで後ろに回り箱に入れる方式ではこの速度に合わせられなかった。そこで摘むと同時に蛇腹ホースへ落とし、箱へ送る構造を選んだ。残る課題は、下へ送る過程で生じ得る果実の損傷を防ぐことだ。

地方費で開発する花収穫機は、人のように一輪ずつ摘まない。回転する打撃部が花木を揺さぶると、落ちる花をケースが受け止め、負圧吸入装置が吸い込んでタンクに集める。一度通過する際の回収率70％が目標だ。関連特許はすでに確保した。飛び散る花による損失は残るが、チョ団長は「70％だけ回収しても人が摘むよりはるかによい」とし、「数千万ウォンの装備であっても、1年だけ成功しても花粉生産団地には画期的なものになる」と述べた。現場の農家も実演コンセプトを見て可能性があるとの反応を示したという。花の収穫量が増える分、花粉製造設備の容量も拡大した試験モデルを作り、主産地に引き渡す計画だ。
 

衛星写真1枚で経路…シミュレーションで数千台が学習

KIROが打ち出す技術的差別性は走行にある。チョ団長によると、既存の自律走行農機は人が一度直接運転して地図を作らなければならない。大型農場ではこの作業だけでも一仕事だ。KIROは衛星画像からAIで木の列を抽出し、ロボットの仕様を反映して全体走行経路（グローバルパス）を自動で組む。現場ではライダー・カメラ・GPSで障害物と詳細経路（ローカルパス）にだけ対応する。チョ団長は「ナビゲーションで言えば、どの高速道路に乗るかは衛星写真1枚で済ませ、路地と横断歩道だけ現場で対応するようなものだ」と説明した。

でこぼこの露地で上半身を水平に保つ技術には「シム・トゥ・リアル（Sim-to-Real）」AIを適用する。仮想環境に数百万坪の非定型地形を作り、数千台のロボットを走らせ、姿勢が維持され、滑らず、電力を最も少なく使う制御条件を自ら学習させる方式だ。4つの車輪がそれぞれサスペンションの役割を果たして地面の凹凸を吸収し、上半身はそのまま保たれる。チョ団長は「従来は操舵角がいくらなら角速度をいくらにするという形でアルゴリズムを組んでいたが、石ころ一つあるだけでも条件が狂った」とし、「AIが自ら環境に適応するのがフィジカルAIの利点であり、だからこそ一つの作業ではなく全周期を扱おうとしている」と述べた。
 

ロボットを売る代わりに「作業」を売る…人件費の半分水準

事業化モデルは二本立てだ。中心はサービス型ロボット（RaaS）だ。農家が携帯電話で作業を予約すると、サービス企業のエンジニアがロボットを積んで来て、複数台を一度に投入して作業し、再び回収していく。料金は既存人件費の50％水準に設定し、作業の種類と面積、傾斜・立地に応じて変える構想だ。エンジニアを直接置く超大型農場や機関には完成品をターンキーで販売する。販売価格は投資回収期間2.5年を基準に8000万ウォン前後、1億ウォンを超えない水準に設定した。現在の議論では、サービスは課題Aのメタファーマーズが、販売は大同が担う方向でまとまっているが、具体的な役割は事業化段階で再度協議する。

チョ団長は「ロボットを農家に持っていっても、農家は使うことができない。農機には代理店がありアフター管理が可能だが、ロボットにはまだそのインフラがない」とし、「そのため農家は栽培を委託し、サービス費用を支払う構造で解いた」と述べた。全周期ロボットを選んだのも同じ理由だ。彼は「収穫だけなら1年に1週間、受粉だけなら3日使う装備を、誰が数千万ウォンで買うのか。作業をすべて付けてこそ、1年中使うロボットになる」と強調した。

現場投入は少なくとも3台が協業する群集作業を前提とする。3台基準で剪定・収穫は1時間当たり1000㎡（約300坪）を、散布しながら通過する受粉・摘花はその数倍を処理することを目標にした。コンソーシアムには大同と大同ロボティクス（大同モビリティとKIROが合弁設立）が参加し、収穫箱をコンベヤーで渡すと大同の運搬ロボットが受け取って運ぶ連動も検討している。産業用清掃ロボット管制の経験があるデックスウィーバーは多数ロボットの中央管制とサービスシステムを、韓国建設機械研究院は高荷重・高トルクが必要な破砕機とコンベヤーなどの補助システムを担う。国立順天大学校は露地で故障しやすいロボットを農機の観点から補完する制御・安全性研究を、安東の財団法人韓国未来農業研究院は実証地の構築を担った。
 

花収穫機は2028年春に初投入…低温被害時の再受粉が目標

日程は2027年下半期に初期走行プラットフォームを出し、2028年に上半身と結合して収穫・受粉・花の収穫を、その後剪定・摘花を順次実証する順序だ。最後の2年は実証と改善に使う。花収穫機は2027年半ば以降に試作品を作り、2028年春に花が咲く時期に初めて現場へ投入するのが目標だ。実証は安東で行われる。KIRO実証センター隣の既存の細長紡錘型果樹園を2026年冬に多軸平面型へ変えて自前の試験場を作り、農家から借りる圃場と韓国未来農業研究院が管理する公共圃場、花木まで植えるロボット専用実証地を併用する。韓国未来農業研究院の圃場は、過去に農林畜産食品部の露地スマート農業事業でセンサーと3Dモデリングが整備された場所だ。

チョ団長が期待するのは労働力削減を超え、作柄の振れ幅を小さくすることだ。春の低温被害を受けると、残った花にもう一度受粉することが事実上唯一の対応策だが、現在は筆で花を一つずつ触れなければならず、なかなか手を出しにくい。スピードスプレーヤー（SS機）で花粉をまく農家もあるが、効果がないという研究結果が出たというのがチョ団長の説明だ。

チョ団長は「低温被害が発生したら、遅れないように受粉ロボットを投入し、生き残った花にもう一度受粉すれば被害を減らすことができる」とし、「いつでも入れる作業機ができれば、果樹生産安定化という究極の目標にずっと近づくことができる」と述べた。