인구 증가가 지속됨에 따라 식량 안보를 보장하기 위해 농업 생산을 상당히 확대할 필요가 있다. 그러나 농업 생산량은 환경 위기와 노지(開放地) 재배 관행이 미치는 부정적 영향으로 인해 제한된다. 대안으로, 양분 자원의 활용을 최적화하기 위해 에어로포닉스(aeroponics)와 같은 수직농장 기법을 활용할 수 있다. 그러나 에어로포닉스에서 분무액 스프레이(살포) 액적의 크기와 분포가 불균일하게 나타나는 문제는 뿌리 발달과 양분 전달에 영향을 미치며, 분무 성능 분석에서 지속적으로 문제로 제기된다. 에어로포닉스에서는 가압 노즐을 통해 양액을 식물 뿌리로 전달하며, 이러한 전달의 효과는 분무 특성에 달려 있다. 유량의 변화는 액적의 크기, 밀도, 피복 범위에 직접적인 영향을 주고, 이는 결과적으로 양분 흡수와 작물 생장에 영향을 미친다. 본 연구에서는 유량을 조정(3, 4.5, 6 L/min)하여, 신속 평가 방법을 통해 침적(침착) 수집기(deposit collector)로서 물감지지(water-sensitive paper, WSP)를 사용함으로써 분무 성능을 정량적으로 분석하였다. 이후 영상 처리 기법인 임계값 분할(threshold segmentation)과 형태학적 연산(morphological operations)을 적용하여 WSP 이미지에서 개별 분무 액적을 분리하였다. 이 기법을 통해 분무 액적의 피복 면적, 크기, 밀도, 균일성을 정량화할 수 있었으며, 이를 통해 분무 성능을 효과적으로 평가할 수 있었다. 일원분산분석(one-way ANOVA) 결과, 분무 모든 매개변수는 유량에 대해 유의하게 달라지는 것으로 나타났다(p < 0.05). 예를 들어, 액적의 평균 직경은 3 L/min에서 0.73 mm에서 6 L/min에서 1.29 mm로 증가하였다. 또한 동일한 유량 범위에서 액적 밀도는 85.53 drops/cm2에서 30.00 drops/cm2로 감소하였다. 평균 균일성 지수는 유량이 증가함에 따라 30.53에서 15.95로 개선되었다. 이러한 결과는 WSP를 에어로포닉스에서 분무 성능을 분석하기 위한 효과적이고 확장 가능한 접근법으로 활용할 수 있음을 시사한다. 이는 WSP가 스마트폰 카메라와 같은 간단한 도구로 신속하게 디지털화할 수 있어, 평판 스캐너나 특수 영상 시스템의 한계를 회피할 수 있기 때문이다.

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