4차 산업혁명 시대, 농업의 미래를 엿보다
4차 산업혁명 시대, 농업의 미래를 엿보다
  • 김현태 경상대학교 생물산업기계공학전공 교수
  • 승인 2021.06.08 14:00
  • 댓글 0
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농업에 첨단 기술 바람이 분다

  스마트팜의 정의

  스마트팜은 농림·축·수산물의 생산·가공·유통 단계에서 정보 통신 기술(ICT)을 접목한 농업 시스템이다. 스마트폰 등으로 농작물을 원격 관리하는 체계를 갖출 수 있는 것이 특징이다.

  사물 간 통신 M2M(Machine to Machine) 기술을 이용해 비닐하우스 같은 재배시설이나 축사 같은 동물 생육 환경의 온도·습도·광량 등을 원격으로 점검·관리할 수 있는 농업 시설을 말한다. 이 시설 유지에 필요한 생육 조건을 설정하면 생육 환경을 자동으로 관리할 수 있다. 또한 노동과 에너지 투입을 최소화해 경쟁력 확보에 유리하다. 이러한 경쟁력 확보는 생산 정밀화, 유통의 지능화, 경영의 선진화 등 상품, 서비스, 공정혁신 및 새로운 가치 창출을 가능하게 하며 농업 미래의 발전 발판이다.

 

  스마트팜 국내현황

  2017년 기준 국내 시설원예 분야 보급 현황은 4,000ha이며 2022년까지 7,000ha를 보급할 예정이다. 농업 빅데이터 수집과 같은 기반을 구축하기 위한 투자 확대다. 정밀농업을 실천하고 유통·소비를 거치며 퍼지고 있다. 국내 스마트팜 관련 시장이 2012년 2조 4,295억 원 수준에서 2016년에는 4조 1,699억 원으로 성장할 것으로 추정했다.

  기술 수준은 아직 모니터링과 제어 단계에 머물고 있지만, 스마트팜에 설치한 센서와 구동기 노드를 클라우드와 연결해 데이터를 시각화하고 인공지능 기반 알고리즘 및 다국어를 지원할 수 있도록 연구하고 있다. 복합 환경제어 업체가 자체적인 서비스를 개발해 공급하기보다 손쉽게 서비스를 제공하는 클라우드 기반의 서비스 개발·공급 체계를 구축하기 위해 노력하고 있다. 이에 그치지 않고 빅데이터를 활용한 시스템과 로봇 기술 연구 개발이 한창이다.

  대표적으로 농촌진흥청에서 딸기 재배 빅데이터를 활용한 스마트팜 딸기 적정 환경관리 모델을 개발한 사례가 있다. 스마트팜이 추구하는 생산성 향상을 위해 스마트팜 빅데이터는 필수 항목이다. 현재 농촌진흥청, 농정원 등 공공기관에서 스마트 온실의 표준 데이터를 수집하고 있다. 농촌진흥청 또는 각 지자체 내 농업기술원에서는 이 데이터 간의 관계성을 분석해 작물의 품질과 생산성을 높이는 기술 및 생산성 향상 모델 개발과 시설 환경 개선 및 재배기술 컨설팅을 2017~2019년에 실시하기도 했다. 데이터가 축적됨에 따라 품종이나 기상 등 가지고 있는 특성을 반영한 모델을 구현하기 위해 현장 실증과 그에 따른 모델 고도화를 진행중이다.

<출처/KIST>

 

  스마트팜 국외 현황

  최근 ICBM(IoT, Cloud, Big Data, Mobile), 인공지능(AI), 드론 등의 급격한 발전으로 정밀농업은 기술적 한계에서 벗어나 본격적인 비상을 시작했다. ICT 기술의 발달과 더불어 *어그테크 (Agtech)에 대한 활발한 투자로 정밀농업 관련 스타트업이 주목받는다. 최근 3년간 어그테크 벤처 기업에 대한 글로벌 펀드 투자가 미국, 유럽 등을 중심으로 약 102억 달러 규모로 이뤄져 정밀농업에 대한 기대와 투자 환경이 조성됐다. 스마트팜 관련 글로벌 시장은 연평균 21.9%만큼 급성장할 것으로 예상한다.

  스마트팜 시장은 주로 **SaaS(Software as a Service)를 기반으로 형성한다. 미국·서유럽 국가와 기업이 시장을 주도한다. 스마트 온실 연구의 선진국인 네덜란드에서는 LED 수직 농법을 통해 다양한 채소, 과일, 꽃의 재배에 성공했다. 작물에 따른 △빛의 양 △색 △뿌리 온도 △작물 온도 △이산화탄소 농도 △습도 등 최적의 조건을 다각도로 분석해 다단식 재배법을 입증한다. 국내는 대부분 모니터링 및 반자동 제어기능 중심의 기술인 반면, 해외 스마트팜 기업들은 첨단 분석 기술 및 로봇기술을 활용해 품질과 생산성 향상을 도모하고 있다.

 

  스마트팜의 발전 가능성

  2050년에는 세계 인구가 100억 명을 돌파할 것으로 전망한다. 반면 매우 급한 기후 변화로 식량 부족은 더욱 심각해지는 실정이다. 안정적인 식량 생산 방안에 대한 요구가 더욱 거세지는 이유다.

  최근 4차 산업혁명으로 농업을 혁신해 식량 문제를 해결할 것으로 주목받고 있다. ICT와 농업을 융합하고 기존 농업을 클라우드 기반의 △IOT △5G 통신 △머신러닝 △AI 기술과 접목한 스마트팜 기술이 등장했다. 지난해 서울대학교 차세대융합기술연구원에서 시행한 스마트팜 운영 조사 결과에 따르면 농업 생산량은 25.2% 증가하고 생산품질은 12% 높아진 것으로 나타났다. 또 노동비를 9.5% 절감할 수 있어 결론적으로 농가 소득이 30.6%가량 증가했다.

  스마트 농업은 생산의 효율화 및 농작물의 고부가가치 창출이 목표다. 농업의 생산·유통·소비 전 과정에 걸쳐 생산성·효율성·품질을 향상하고, 농·식품과 노동의 안전 실현을 위해 많은 기관에서 연구에 집중하고 있다.

  독일 컨설팅 기업 Roland Berger은 정밀농업 세계시장이 2014년 기준 27.3억 달러로 연평균 12%로 성장해, 2020년에는 53.3억 달러로 시장 규모의 지속적인 성장을 전망했다. 시설농업, 축산, 과수 등 다른 다양한 분야에서도 ICT를 활용해 경쟁력을 높이고 새로운 부가가치를 창출하고 있다.

 

  스마트팜의 전망

  미국은 이미 농업에 IOT는 물론 나노 기술, 빅데이터-클라우드, 로봇기술 등을 접목하려는 시도를 본격화했다. 구글은 토양, 수분, 작물 건강에 대한 빅데이터를 수집해 종자, 비료, 농약 살포에 도움을 주는 인공지능 의사결정 지원시스템 기술까지 개발하고 있다.

  우리보다 먼저 농촌 고령화 문제를 겪은 네덜란드는 스마트팜 선두주자로 손꼽힌다. 산학연 협력을 통해 그린 포드(Green ports)와 시드 밸리(Seed Valley)라는 스마트 원예산업 클러스터 단지를 조성했다.

  우리나라 역시 농림축산식품부에서 혁신 밸리 사업의 하나로 스마트팜 빅데이터 센터 건립과 스마트 농업 정보 플랫폼 구축 계획을 발표했다. 특히 빅데이터 센터의 경우 2020년 발족을 목표로, 농업에 빅데이터 플랫폼과 솔루션을 도입해 본격적으로 빅데이터 중심의 스마트팜을 추진해 나갈 계획이다.

  타 스마트 농업 주도 국가와 비교하면 한국은 데이터 농업 분야에서 다소 부족한 움직임을 보인다. 그러나 2018년부터 본격적으로 스마트팜과 농업의 빅데이터 축적 및 활용을 위해 노력하며 경쟁력을 키웠다. 시설원예 관련 스마트팜 보급 면적의 증대를 이러한 정책 추진의 성과로 볼 수 있다.


*어그테크(Agtech): 농업(Agriculture)과 기술(Technology)의 합성어. △농업생명공학기술 △정밀농업 △대체식품 △식품 전자상 거래 분야

**SaaS(Software as a Service): 별도의 설치나 전환 과정 없이 클라우드에 설치된 소프트웨어를 인터넷으로 제공받는 서비스. 설치형 소프트웨어와는 다르게 하드웨어가 필요 없어 인터넷 연결만으로 아무 곳에서나 사용할 수 있는 것이 특징


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