Feasibility Study of an IoT-Based Digital Twin Platform for Smart Plant Cultivation

스마트 식물 재배를 위한 IoT 기반 디지털 트윈 플랫폼의 타당성 연구

The rising global demand for sustainable agriculture and innovative smart farming technologies has accelerated the development of IoT-based digital twin platforms. As urbanization continues to expand, traditional farming methods face numerous challenges, including limited arable land, unpredictable climate conditions, and inefficient resource utilization. To address these issues, digital twin technology has emerged as a transformative solution, enabling real-time monitoring, predictive analytics, and data-driven decision-making for optimized plant cultivation. This paper presents an in-depth analysis of the system's technical framework, including sensor integration, AI-based decision-making processes, and cloud-based infrastructure. Additionally, it explores the potential applications of digital twin technology in smart farming, assesses the economic feasibility of the platform, and evaluates its market potential. The findings highlight the role of IoT-based digital twin platforms in revolutionizing modern agriculture by bridging the gap between technology and sustainable farming practices. By demonstrating the effectiveness of digital twin applications in plant cultivation, this study contributes to the broader discourse on intelligent agricultural solutions, sustainable food production, and the future of precision farming. The proposed platform offers a scalable, adaptable, and energy-efficient approach to modern agriculture, paving the way for the widespread adoption of AI-driven smart farming technologies.

지속 가능한 농업과 혁신적인 스마트 농업 기술에 대한 세계적인 수요 증가로 인해 IoT 기반 디지털 트윈 플랫폼의 개발이 가속화되고 있다. 도시화가 계속 확대됨에 따라 전통적인 농업 방식은 경작지 부족, 예측 불가능한 기후 조건, 비효율적인 자원 활용과 같은 여러 가지 문제에 직면하고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 디지털 트윈 기술은 실시간 모니터링, 예측 분석, 데이터 기반 의사 결정을 가능하게 하는 혁신적인 솔루션으로 떠오르고 있다. 이를 통해 식물 재배 환경을 최적화하고 농업 생산성을 향상시킬 수 있다. 본 논문은 센서 통합, AI 기반 의사 결정 프로세스, 클라우드 기반 인프라를 포함한 시스템의 기술적 프레임워크를 심층적으로 분석한다. 또한, 스마트 농업에서 디지털 트윈 기술의 잠재적 응용 가능성을 탐색하고, 플랫폼의 경제적 타당성을 평가하며, 시장성을 검토한다. 연구 결과는 IoT 기반 디지털 트윈 플랫폼이 현대 농업을 혁신하는 데 중요한 역할을 하며, 기술과 지속 가능한 농업 실천 간의 격차를 해소하는 데 기여할 수 있음을 강조한다. 본 연구는 디지털 트윈 기술이 식물 재배에 효과적으로 적용될 수 있음을 입증함으로써, 지능형 농업 솔루션, 지속 가능한 식량 생산, 그리고 정밀 농업의 미래에 대한 논의에 기여한다. 제안된 플랫폼은 확장 가능하고, 적응력이 뛰어나며, 에너지 효율적인 접근 방식을 제공하여 AI 기반 스마트 농업 기술의 광범위한 도입을 위한 기반을 마련할 것이다.