본 연구실은 온실 내 환경과 작물 생장을 정량적으로 연결하기 위해 데이터 기반 모델링 연구를 수행한다. 토마토, 오이, 파프리카 등 주요 시설작물을 대상으로 생육, 광합성, 수량, 품질을 설명하고 예측할 수 있는 모델을 개발하며, 이를 통해 재배 의사결정의 정확도를 높이고자 한다. 환경요인에 따른 생육 및 수확 예측 데이터의 표준화, 작물 구조모델 구축, 생산성 추정 연구는 이러한 흐름을 잘 보여준다. 특히 3차원 식물 모델을 활용한 광 차단 및 광합성 추정, 스마트 온실의 환경·제어 정보 기반 순 1차 생산량 추정, RGB 기반 착색 모델을 이용한 수확시기 예측 등은 연구실의 모델링 역량을 대표하는 사례다. 이들 연구는 단순 통계 예측에 머무르지 않고, 식물 구조와 생리 반응, 광 환경, 제어 이력 등을 함께 반영하는 정교한 분석을 지향한다. 결과적으로 작물의 현재 상태뿐 아니라 미래 생육과 수확 시점을 예측할 수 있는 디지털 재배 도구의 성격을 가진다. 이러한 생산성 예측 기술은 스마트팜 상용화에 직접 연결될 수 있다는 점에서 중요하다. 연구실은 빅데이터, 생장 모델, 시각화, 의사결정지원모델을 결합해 재배자와 기업이 실제로 활용 가능한 시스템을 개발하고 있다. 이는 생산계획 최적화, 노동과 에너지 투입 관리, 출하 시기 조절, 품질 균일화에 실질적인 도움을 줄 수 있으며, 장기적으로는 디지털트윈 기반 시설원예 운영체계로 발전할 가능성이 크다.

본 연구실은 작물의 내부 생리 상태를 정량적으로 파악하기 위한 생체정보 센싱 기술을 중요한 연구 축으로 삼고 있다. 식물의 수분 이동, 수액 흐름, 수체 EC, 스트레스 반응 등을 실시간으로 계측하여 작물의 건강상태와 생육 변화를 조기에 진단하는 기술 개발이 대표적이다. 특히 미세침 기반 수액유동 센서 연구는 작은 초본성 작물에서도 침습을 최소화하면서 줄기 내 물 이동을 측정할 수 있게 하여, 기존 대형 목본 중심 측정기술의 한계를 넘어선 성과로 평가된다. 이와 함께 연구실은 영상 기반 생육진단 기술도 적극적으로 발전시키고 있다. 자동 영상 취득 시스템, 3차원 피노믹스 이미지, 다중분광·초분광 카메라 등을 이용해 작물의 형태적·생리적 특징을 분석하고, 수분 스트레스나 무기양분 결핍과 같은 이상 징후를 조기에 탐지하는 연구를 수행한다. 이러한 데이터는 생육 데이터베이스 구축, 작물별 진단 기준 정립, 실시간 분석 플랫폼 개발로 이어지며, 정밀재배와 자동 의사결정의 기반 정보로 활용된다. 작물 생체정보 기반 연구의 강점은 환경정보만으로 파악하기 어려운 실제 작물 반응을 직접 읽어낼 수 있다는 점이다. 연구실은 센서 데이터와 생육지표, 생산량, 품질 정보를 통합해 스트레스 지표를 정의하고, 이를 스마트팜 제어와 연결하는 방향으로 연구를 확장하고 있다. 그 결과 작물의 생육 이상을 사전에 예방하고, 양·수분 관리의 효율을 높이며, 궁극적으로는 고품질·고수량 생산을 위한 정밀 농업 기술을 구현하는 데 기여하고 있다.

본 연구실은 시설원예 작물의 생산성과 품질을 높이기 위해 스마트팜 기반의 정밀 환경제어 기술을 연구한다. 주요 대상은 토마토, 오이, 파프리카, 딸기, 애호박, 장미 등 시설재배 작물이며, 온실 내부의 온도, 습도, 광, 이산화탄소, 양액, 근권 환경을 통합적으로 관리하는 시스템 구축에 초점을 둔다. 특히 저일조, 고온, 고습 등 국내외 재배 현장에서 빈번하게 발생하는 환경 문제에 대응해 작물별 최적 생육 조건을 규명하고, 이를 실제 재배 시스템에 적용하는 실증 연구를 활발히 수행하고 있다. 연구 방법론은 단순 모니터링을 넘어 환경정보와 생육정보를 연계한 지능형 제어로 확장된다. 일사감응형 보광제어, 근권부 양액온도 관리, 냉난방 연계 축열 시스템, 반밀폐 온실 공기정화 기술 등과 같은 특허 기반 기술은 연구실의 응용지향적 성격을 잘 보여준다. 또한 온실 내 적산광량, 광합성 반응, 순생산량, 생육단계 정보를 기반으로 제어 의사결정을 자동화함으로써 에너지 사용 효율과 작물 생산성을 동시에 개선하는 방향의 연구가 두드러진다. 이 연구는 단순한 자동화가 아니라 작물 생리 반응을 반영한 작물 맞춤형 스마트농업으로 이어진다는 점에서 의의가 크다. 저일조 대응 보광기술, 고생산성 온실 환경조절, 수출형 스마트 온실 패키지 개발 등 다양한 국가·산학 협력 과제를 통해 현장 적용성과 사업화 가능성도 함께 확보하고 있다. 궁극적으로는 기후변화와 노동력 부족에 대응하면서 안정적 생산, 품질 향상, 에너지 절감, 지역 농업의 경쟁력 강화를 동시에 실현하는 시설원예 플랫폼을 구축하는 것이 핵심 목표다.