4차 산업혁명 대응하는 스마트팜 기술은?
4차 산업혁명 대응하는 스마트팜 기술은?
  • 김하늬 기자
  • 승인 2019.06.27 17:03
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우리 농업은 과거 2000년대 초반까지 지속적으로 성장해왔으나 최근 농가소득의 정체, 곡물자급률 하락, 농촌인구의 감소와 고령화, 더 나아가 기후변화 등으로 인해 작물 생산이 계획적으로 이루어지지 못해 농업의 성장 속도가 감소해 농가가 어려움을 겪고 있다. 이를 극복하기 위해 정보는 농업을 1차 산업, 2차 산업, 3차 산업과 연계시킨 6차 산업화 정책을 추진하고 있다.

6차 산업화 정책지원으로 창업자가 증가하였지만 농업부문이 한 단계 더 성장하는 데는 한계가 있다. 농업이 한 단계 더 상장하기 위해서는 생산, 유통, 소비 그리고 전후방 부문에 과학기술(IT, BT, CT, NT 등), 특히 4차 산업혁명 기술(IoT, 빅데이터, 무인드론, 로봇, 인공지능 등)을 적극 보급, 확대해야 할 필요가 있다.

4차 산업혁명 범위와 핵심기술

4차 산업혁명에서 다루는 범위는 물리적 기술, 디지털 기술 그리고 합성생물학 기술까지 포함된다. 물리적 기술을 농업부문에 적용한 사례는 데이터 분석 능력을 장착한 드론, 로봇, 자율주행농기계 등이 있다. 농업에서 사용되는 디지털 기술은 사물인터넷(IoT)로 현재 농산물의 저장상태, 저장량, 운송차량 위치 등을 실시간을 확인할 수 있다. 합성생물학 기술로는 연료생산, 종자개발, GMO 종자 등에 이용하고 있다. 예를 들어 극단적인 기후나 가뭄에도 자랄 수 있는 식용작물을 재배할 수 있으며, 인간에게 이식할 장기를 돼지 몸에서 기르는 연구도 이미 시작되었다.

농업의 현안문제와 4차 산업혁명 적용모델

스마트팜은 4차 산업혁명 기술인 IoT, 빅데이터, 인공지능 기술이 적용된 제품을 농가 및 농업 관련 종사자가 이용하는 것이다. 스마트팜의 실현으로 농업의 현안문제인 노동력 부족, 생산성 저하, 농가소득 정체 등을 해결할 수 있다. 그러나 우리나라 농업은 현장조사 또는 통계자료 등 정형화된 데이터를 수집, 수집된 데이터를 모델화해 그 정보를 앱을 통해 농가에서 제공하고 농가는 정보를 받아 수동 컨트롤하는 수준인 3차 산업혁명 단계에 머물러 있다.

농업부문의 4차 산업혁명 기술 적용현황 및 향후 연계방안

시설 원예분야에서는 IoT기술을 이용해 데이터를 수집하고, 수집된 정형데이터와 비정형데이터를 결합한 빅데이터를 딥러닝, 인공지능 등을 통해 분석한다. 분석된 결과를 실행 수단인 로봇, 드론, 자율주행농기계 등이 정보를 받아 자동으로 제어할 수 있다면 비로소 스마트팜이 한 차원 성장해 농가 경영성과 제고가 실현되고 시설원예분야의 현안문제인 생산성 증대, 생산비 절감, 품질향상, 소득증대까지 꾀할 수 있을 것이다.

유통-가공분야 현안인 수급안정, 유통효율화, 품질향상을 해결하기 위해서는 수급데이터, 물류데이터, 판매데이터의 통합 IoT 솔루션이 필요하며 데이터를 이용한 이미지 경매, 소비자 성향에 맞는 판촉, 판매처 선택 시스템, 수·발주 자동 시스템 등이 개발·보급돼야 한다.

소비분야에서는 데이터 수집 단계에서 안정성 관련 정보를 수집하고, 품질을 높일 수 있는 센서, 수요파악을 위한 정보 등의 데이터가 필요한다. IoT를 이용해 수집된 데이터를 보다 정확하고 빠르게 분석하기 위해 딥러닝, 인공지능 기술이 적용돼야 하며 분석된 클라우드를 보관하고 이 데이터를 이용해 온라인 쇼핑, 모바일 앱, 스마트 폰으로 구입할 수 있도록 해 소비자의 만족도를 높일 수 있는 기술이 개발 보급돼야 한다.

스마트팜 관련 정책 동향

최근 정부는 범 국가차원에서 ‘4차 산업혁명 위원회’를 설립하고 혁신성장을 위한 사람 중심의 4차 산업혁명 대응계획을 발표하였다(‘17.11.30) 이는 생산부문에서 원격제어 중심의 1세대 스마트팜을 정밀재배·자동제어 기반 2세대 스마트팜으로 확산시키고, 생육정보 분석·수확량 예측 등 온실관리 소프트웨어 개발 및 보급, 스마트팜 테스트베드를 설치 운영해 농가의 실증 기술교육을 지원할 계획이다.

농가인구 감소·고령화에 대응해 농작업의 자동화와 노동력을 많이 필요로 하는 밭농업의 기계화율을 높이고 글로벌 스마트 농업로봇시장을 개척하고자 한다. 유통부문에서는 농산물의 수급안정화 및 소비자 신뢰제고를 위해 품질·안전 등 유통 전반의 데이터를 실시간 공유·활용하는 스마트 유통체계를 구축하고자 한다. 재해대응 차원에서는 이상기후 및 재해 발생을 사전에 예측하고 선제적으로 대응하는 스마트 재해대응 체계구축으로 농가의 피해를 최소화하고자한다.

스마트팜 기술 수준 및 기술개발 방향

한국의 스마트팜 관련 기술 수준은 센서를 통한 환경변화 모니터링과 편리성 증진, 기능제어 등 제어시스템으로 구성된 1.5세대다. 2세대는 생육환경의 최적화 알고리즘 적용, 생산성 향상, 농작물의 질병예방 및 생육진단 서비스를 제공하는 단계이며, 일본이 이에 해당한다. 네덜란드는 3세대로 가장 기술수준이 우위에 있으며, 시설 내 온·습도 등을 자율적으로 조절할 수 있도록 기술을 개발해 수출하는 단계다.

스마트팜 발전을 위한 전략 우선순위는 ‘4차 산업혁명 관련 인프라 구축’이 가장 시급한 것으로 나타났고, 다음으로 ‘비즈니스 모델 개발’이 필요한 것으로 분석되었다. 이는 IoT, 빅데이터, 센싱기술, 클라우드 컴퓨 팅 등 관련 기술보다는 그 기술들이 실현될 수 있는 생태계 조성이 우선적으로 실현돼야 함을 의미한다. 또한 관련 기술들이 개발에만 그치지 않고 사업화까지 연결될 수 있는 체계가 구축돼야 할 것이다.

4차 산업혁명 기술을 이용해 농업분야를 한 단계 도약시키기 위해서는 농업을 미래성장산업에 포함시켜야 한다. 이를 위한 혁신전략은 스마트팜 도입 농가의 기술 활용 기반구축 전략, 4차 산업혁명 기술 보급 확대 전략, 스마트농업의 인프라 구축과 지속적으로 스마트농업을 육성하기 위한 거버넌스 체계 구축이다.

 

저자_김연중 한국농촌경제연구원 선임연구위원


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