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스마트 팜으로 농업도 스마트하게!

 새해의 시작을 알리는 컨퍼런스이기도 하죠? CES(Consumer Electronics Show, 소비자 가전 전시회)에 올해는 18만 명이 참가했습니다. 그 중 LG 전자의 Rollable TV보다 푸드테크 기업이 공개한 식물성 고기가 더 큰 이슈가 되었습니다. 그리고 이어서 2월 스페인 바르셀로나에서 열리는 MWC(Mobile World Congress, 세계 최대의 모바일 산업 및 컨퍼런스)에선 기대했던 5G와 폴더블폰보다 자율주행 자동차가 더 큰 주목을 받았습니다. 어떤 이유일까요? 바로 농업에 적용 가능하다는 점입니다.

 

 지속되는 식량 수요 증가로 인해 전 세계가 식량 부족 현상을 겪고 있습니다. 하지만 이 중 농업 인구는 단 2%밖에 되지 않는다고 합니다. 한국 또한 농가 인구가 연간 3.1%가 감소하는 모습을 보이며, 30년 뒤에는 농업이 사라진다고도 예측해볼 수 있습니다. 65세 이상의 농가 인구 비율만이 증가하는 상황에서 농업에서 청년 일자리를 창출하는 동시에 이를 지속시킬 도구 또한 필요한데요. 그에 따라 농업에 관심을 두고 진출하고 있는 기업들이 증가하고 있습니다. 4차 산업혁명에 들어서면서 과거와는 달리 이제는 농사도 사람이 짓는 것이 아니라 기술이 짓는다고 말할 수 있습니다. 이번 글에서는 스마트 팜이 무엇인지에 대해 알아보고, 여러 기업이 스마트 팜 기술을 어떻게 적용하고 있는지도 살펴보겠습니다.

 

 

▶ 스마트 팜이란?

 

 스마트 팜(smart farm)이란 농 · 림 · 축 · 수산물의 생산, 가공, 유통 단계에서 정보 통신 기술(ICT)을 접목하여 지능화된 농업 시스템을 뜻합니다. 농장, 온실, 축사, 양식장 등 다양한 분야에 활용되고 있는데요, 사물 인터넷(IoT), 빅데이터, 인공 지능(AI) 등의 기술을 이용하여 농작물, 가축 및 수산물 등의 생육 환경을 적정하게 유지 · 관리하고, PC와 스마트 폰 등으로 원격에서 자동 관리할 수 있어 생산의 효율성뿐만 아니라 편리성도 높일 수 있습니다. 1)

 

[ 출처: 스마트 팜 코리아 ]

 

 국내를 포함하여 전 세계 스마트 팜 시장은 연평균 성장률 13% 이상의 고성장을 보이는 산업으로 지능형 농작업기 · IoT 기기 중심으로 빠른 성장세를 이어가고 있습니다. 이처럼 농업은 미래 성장 동력으로 나아가고 있는데요, 스마트 농업이 어떤 변화를 직접 불러오는지 살펴보겠습니다.

 

 ① 농업의 첨단화

 스마트 농업은 농업 인력을 최소화할 수 있는 ICT 기술과 자동차 기술을 통해 고령화에 대응할 수 있습니다. 이는 자동 주행 로봇이 일련의 작업을 저장하고 해당 위치에서 자동으로 작업을 이어갈 수 있기 때문입니다. 그뿐만 아니라, 스마트폰의 어플리케이션으로 농지의 상태와 관리가 필요한 부분을 바로 확인할 수 있습니다.

 

 ② 농업의 정보화

 토양 센서를 사용하여 지도를 작성하고 구획별 적합한 농작물을 심을 수 있습니다. 이때 부족한 영양분을 바로 분석할 수 있고, 병충해 센서를 통해 병충해 발생 빈도와 시기를 미리 측정하여 대응할 수 있습니다. 이와 같은 데이터 기반의 정보화는 농업을 하는 데에 존재하는 불확실성을 감소시키며, 체계적인 수급 계획을 마련할 수 있습니다.

 

 ③ 친환경적 농업

 토양의 환경에 맞게 최소한의 영향을 줄 만큼의 농자재만을 투입할 수 있습니다. 구축 사례를 살펴보면, 토지별 변량 시비2)를 통해 화학 비료와 농약의 사용량을 25% 이상 절감할 수 있고 맞춤으로 관리함으로써 25% 이상의 물 또한 절약할 수 있습니다. 경제성과 친환경까지도 달성 가능한 스마트 농업입니다.3)

 

 그렇다면 어떻게 스마트 팜은 적용되고 있을까요?

 

 

스마트 팜의 진행 현황

 

 농촌진흥청은 품목별 · 수준별 스마트 팜 모델 개발 및 ICT 기기의 표준화 · 국산화를 추진하고 있습니다. 농촌진흥청은 한국형 스마트 팜 기술 개발을 3단계로 구분하고 있는데요. 먼저 원격 모니터링으로 제어함으로써 편리성을 향상하고, 다음으로 지능형 정밀 생육 관리로 생산성을 향상하며, 마지막으로 글로벌 시장에 수출 가능한 한국형 스마트 팜 기술을 확립합니다. 이를 통해 국내 농가의 생산성과 소득을 증가시킬 뿐만 아니라 농업 생산 기술과 시스템을 수출하여 우리 농업과 농업 기술의 국제 경쟁력을 높이는 데에도 크게 이바지할 것으로 기대됩니다.4)

 

[ 출처: freepik ]

 

 이스라엘은 재배 환경 모니터링 분야에서의 선두주자입니다. 농작물의 크기, 줄기의 변화, 잎의 온도 등 농작물의 생장 정보를 자동으로 측정하고, 급수 주기와 급수량 또한 자동으로 조절함으로써 정확한 수확량을 예측할 수 있습니다. 그뿐만 아니라 농작물 스트레스 감지 센서를 개발하여 생산량을 40%나 증가시켰다고 합니다.5)

 

 네덜란드는 스마트 팜 기술 분야의 대표적인 선두국가인데요. 불리한 농업 환경을 자동화 온실 등의 첨단 농법으로 극복했습니다. 첨단 유리온실을 핵심으로, 적기에 수분을 공급하고 비료를 배합하는 등의 관리 업무를 자동화함으로써 최적의 생산 재배 조건을 유지했습니다. 네덜란드의 와게닝겐 대학에서는 지난해부터 세계 농업 인공지능(AI) 대회를 개최하고 있는데요, Microsoft, Intel, Tencent 등 AI 전문가들로 구성된 5개의 팀이 결승에 진출했습니다. 팀마다 전략을 세워 알고리즘을 개발하였고 만들어진 AI가 오이를 길렀습니다. ㎡당 이익과 지속가능지수, AI가 낸 전략의 효율성을 합산한 결과 놀랍게도 AI가 재배전문가, 즉 사람을 이겼습니다. 환경 제어 사항에 있어 AI가 사람이라면 하지 않았을 선택을 수행함으로써 재배전문가를 넘어설 수 있었으며, 이는 기존 재배 방식이 변화가 필요하다는 것을 보여주었습니다. 대회를 통해 AI가 작물 재배에서도 사람보다 뛰어날 수 있다는 인공지능의 가능성을 확인할 수 있었습니다. 올해 9월부터는 재배 작물이 방울토마토로 변경된 두 번째 대회가 시작될 예정이라고 합니다.

 

 

▶ 이수의 스마트 팜

 

 이수그룹은 4차 산업혁명의 주요 기술을 적용한 정보통신기술(ICT) 분야로 사업영역을 확대하고 있습니다. 국내에서 많은 기업이 다양한 사업 모델을 선보이고 있는데요, 이수그룹은 그중 ‘대규모 유리온실’ 사업을 시작하였습니다.

 

 오는 9월에는 5 Ha(약 15,000평) 규모의 스마트 팜 시설이 준공을 앞두고 있습니다. 이수시스템은 중국 신장 위구르 자치구 이닝에 들어설 스마트 팜에 ‘복합 환경 제어 솔루션’을 공급 예정인데요. 전남 담양군과 협력해 담양군으로부터 딸기 종묘를 공급받고, 해당 지역에 적합한 담양 딸기의 품종 특성 및 재배 기술 정보를 지원받습니다. 공급받은 딸기 종묘와 기술력을 바탕으로 테스트를 진행 중이며, 최종으로는 방울토마토와 파프리카를 재배하여 한국을 대표하는 기업형 스마트 팜 선진 모델을 구축할 예정이라고 합니다.

 

[ 출처: 이수시스템 ]

 

 추가로 ETRI한국전자통신연구원와 KITECH한국생산관리연구원, 생산 전문가와의 협력을 통해 스마트 팜 솔루션을 공동으로 연구하고 있으며 복합 환경 제어 시스템을 구축하고 스마트 온실을 설계 · 시공하고 소프트웨어를 개발하는 데에 도움을 받았습니다.


 이수시스템의 목표는 네덜란드를 대표하는 온실 솔루션 기업인 ‘프리바(PRIVA)’를 능가하는 소프트웨어와 하드웨어를 만드는 것인데요. 농업 현장의 불편함을 개선할 수 있는 다양한 센서와 기능들을 반영한 제품과 프로그램을 개발하여, 실제 작물을 재배 중인 농장에서 테스트를 진행하고 있습니다.


 앞으로의 목표는 이닝 프로젝트를 시작으로 글로벌 스마트 팜을 건축하는 것입니다. 이닝에서의 재배 기술을 쌓아, 재배 면적과 지역을 확대해 나가려고 합니다.

 

 

▶ 스마트 팜의 미래

 

 기술 발전으로 인해 모든 산업 분야에 많은 변화가 생기고 있습니다. 농업도 앞으로 더욱 발전할 것입니다. 실제로 스마트 농업이 미래 성장 동력으로 자리매김하며 농업이 직면한 한계들을 해결하고 새로운 해법 또한 제시하고 있습니다. 아직 한국은 스마트 팜 모델을 확산하는 초기 단계입니다. 하지만 앞으로 소프트웨어의 고도화와 하드웨어의 발전을 통해 IT가 농업의 패러다임을 바꿀 수 있을 것입니다. 이수그룹 또한 스마트 팜 사업을 시작하는 과정 중에 있으며, 이수그룹 내의 다양한 그룹사와의 협업을 통해 발전 중입니다.


 지금도 계속해서 나아가고 있는 스마트 팜! 다음에 더 자세히 알아보는 시간을 갖도록 하겠습니다.

 

 

 

[ 참고자료 ]

1) 네이버 지식백과 ‘스마트 팜’ (IT 용어사전, 한국정보통신기술협회)
2) 재배하는 작물에 인위적으로 비료 성분을 공급하여 주는 일
3) 2016 LG Global Challenger 최종보고서 ‘정밀농업, 함께 싹 틔우다.’
4) 농촌진흥청 – 이달의 농업기술
5) 농림축산식품부 농정 중간보고서 (2016. 10)

 


[ 관련 글 보기 ] 스마트 팜으로 보는 이수시스템의 차세대 사업

 

 

 

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