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영어

Korea has land that is disadvantageous in agriculture, so fertilizer is essential. However, due to the geographical characteristics of Korea, the east and west, that is, the slope is severe, and the speciality of the rainy season, fertilizers have been washed away and excessive fertilizers are used more than necessary. This is adversely affecting the environment near farmland as well as farmland and crops. This paper introduces these problems, solves them, and uses the Markov Decision Process (MDP) to find new fertilizer management strategies for sustainable agriculture. MDPs can effectively manage state changes and uncertainties over time by finding optimal policies in complex environments, taking into account future rewards. These characteristics will be effective in building fertilizer management strategies in complex and uncertain agricultural environments. According to the proposed method, an MDP was created within the MDP that considers the flooding rate, land condition, and water quality of Korea. As a result of testing this in a simulation environment, it was possible to confirm the action considering the environment and land conditions, not just the growth rate of plants.

한국어

한국은 지형적 특징상 농업에 불리한 조건을 가지고 있어, 비료의 활용이 필수적이다. 특히, 지형의 기울기가 급하고 장마라는 계절적 특성 때문에 비료가 쉽게 물에 휩쓸려 내려가는 현상이 발생한다. 이러한 상황으로 인해 현재의 비료 책정 방식은 필요량을 초과하는 과다한 비료 사용을 유발하고 있다. 이는 농지와 농작물 뿐 아니라 농지 인근의 환경에 악영향을 미치고 있다. 본 논문에서는 이러한 문제를 소개하고, 이를 해결하며 지속가능한 농업을 위해 MDP(Markov Decision Process)를 활용하여 새로운 비료관리 전략을 찾고자 한다. MDP는 복잡한 환경에서 미래의 보상까지 고려하여 최적의 정책을 찾기에, 시간에 따른 상태 변화와 불확실성을 효과적으로 관리할 수 있다. 이런 특성은 복잡하고 불확실한 농업 환경에서 비료 관리 전략을 구축하는 데 효과적일 것이다. 제안된 방법에 따라 MDP 내에 한국의 범람률, 토지 상태, 수질을 고려하는 MDP를 만들었다. 이를 시뮬레이션 환경에서 테스트한 결과 단순 식물의 생장률만이 아닌 환경과 토지의 상태를 고려한 액션을 확인 가능했다.