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바이오시스템기계공학과 조병관

충남대학교 바이오시스템기계공학과 및 스마트농업시스템기계공학과의 조병관 교수 연구실은 식품 및 농산물의 품질과 안전성 확보를 위한 첨단 비파괴 측정 기술 개발에 선도적인 역할을 하고 있습니다. 본 연구실은 분광학, 초분광 영상, 머신비전, 화학계량학, 인공지능 등 다양한 융합기술을 활용하여 식품 및 농산물의 외관 결함, 내부 결함, 성분 함량, 이물질 혼입 여부 등을 신속하고 정확하게 평가하는 시스템을 구축하고 있습니다. 특히, VIS/NIR 및 SWIR 영역의 초분광 이미징 기술을 적용하여 파인애플, 토마토, 감자, 계란, 고기 등 다양한 식품 및 농산물의 품질 특성을 비파괴적으로 평가하는 연구를 수행하고 있습니다. 이러한 기술은 생산, 유통, 가공 현장에서 실시간으로 적용될 수 있어 산업적 활용도가 매우 높으며, 실제로 다양한 산업체 및 연구기관과의 협력 프로젝트를 통해 현장 적용성을 검증하고 있습니다. 연구실은 또한 초분광 영상과 인공지능 기술을 융합한 스마트 농업 시스템 개발에도 앞장서고 있습니다. UAV(드론) 기반 원격탐사, 3D LiDAR, 머신비전 등 다양한 센서와 결합하여 밭작물, 과수, 축산물의 생육 모니터링, 스트레스 진단, 수량 예측 등 스마트팜에 최적화된 솔루션을 개발하고 있습니다. 딥러닝 및 머신러닝 알고리즘을 활용하여 대규모 영상 및 센서 데이터를 분석하고, 작물의 생육 정보, 병해충 조기 진단, 수확 시기 예측 등 농업 현장에 실질적으로 적용 가능한 기술을 연구합니다. 식품 안전성 확보와 위조 식품 검출을 위한 첨단 바이오센서 및 라만 분광 기술 개발에도 주력하고 있습니다. 바이오센서는 식품 내 잔류 농약, 중금속, 미생물, 미세플라스틱 등 유해물질을 신속하고 민감하게 검출할 수 있는 차세대 센싱 기술로, 본 연구실에서는 휴대형 전자코, SERS(표면증강 라만산란) 기반 센서, 표면탄성파 센서 등 다양한 플랫폼을 개발하고 있습니다. 라만 분광 및 라만 화학 이미징 기술을 활용하여 분말 식품, 우유, 주스, 육류 등 다양한 식품의 위조 및 오염 여부를 비파괴적으로 판별하는 연구도 활발히 진행 중입니다. 이외에도, 본 연구실은 포스트하베스트 기술, 저장 및 물류, 자동화된 품질 분류 시스템, 스마트팜 센싱, 지능형 가축 모니터링 등 다양한 응용 분야로 연구를 확장하고 있습니다. 이러한 연구 성과는 국내외 학술지 논문, 특허, 산업체 협력 프로젝트, 국제 학술대회 발표 등으로 활발히 공유되고 있으며, 미래 농업과 식품 산업의 혁신을 선도하고 있습니다.