농촌진흥청 농업공학부는 농업을 누구나 편하게 일해보고 싶은 매력적인 산업으로 만들고 소비자들에게는 보다 좋은 품질의 농산물을 공급할 수 있는 기술을 개발하는 국가농업연구기관이다.
농업 생산작업의 자동화·로봇화기술, 농가경영 안정을 위한 에너지절감기술, 농산물 부가가치 향상을 위한 수확 후 품질관리·가공·유통 기계기술, 농업재해 예방관리 기술개발 업무를 수행하고 있다.
농업공학부 스마트팜개발과는 △로봇, IT기술 융복합을 통한 농작업의 자동화·로봇화 및 스마트팜기술 △식물을 연중 안정적으로 생산할 수 있는 식물공장시스템 △축산자동화 및 가축 사양관리기술연구 등을 수행하고 있다.
성제훈 스마트팜개발과장을 만나 국내·외 스마트팜 산업동향과 보급계획에 대해 들었다.
■ 농업선진국의 스마트팜 현황은
일본은 민간기업 주도로 경영분석 및 생산기술, 판매, 물류, 회계 등의 정보를 농산물 생산자에게 제공하는 농업 클라우드 서비스를 운영하고 있다.
후지쯔(Fujitsu)는 축적된 데이터를 기반으로 SaaS(Software as a Service) 형태의 ‘Akisai 食·農 클라우드 서비스’를, 토요타 미디어서비스는 단순 환경제어 자동화를 넘어 재배기술 노하우를 소프트웨어화해 최적의 환경관리, 생체정보 수집 및 생육진단을 위한 농업IT관리 솔루션 개발을 추진하고 있다.
네덜란드는 전체 온실의 99%가 유리온실로 운영되며 ICT·에너지관리 및 재해방지기술이 결합된 표준모델에 복합 환경제어시스템을 구비했다. 업체별로 최적의 생육관리를 위한 프로세스가 정립됐고 세계 최고 수준의 온실 환경제어시스템을 개발해 수출하고 있다.
Priva사는 세계 제일의 복합 환경제어기술을 보유하고 있으며 기술수준은 건출물에 확대 적용될 정도로 정밀도와 완성도가 높다는 평가다. Hogendoorn사는 범용센서 채택과 자유로운 반개방구조로 보일러와 같은 기기의 선택과 설치가 쉽고 자유로운 복합 환경제어시스템 제공으로 가장 많이 보급돼있다.
■ 국내 스마트팜 수준은
국내 스마트팜 기술수준은 1세대 스마트팜을 필두로 보급이 되고 있는 상황으로 생육환경을 측정하는 센서시스템의 데이터를 네트워크로 연결해 인터넷에만 접속되면 시공간의 제약없이 원격으로 모니터링하고 제어하는 수준이다.
국내 스마트팜 보급현황으로 시설원예 스마트팜은 약 4,500ha(전동화 온실 45%), 축산 스마트팜은 1,300호(전업농의 4.1%)가량 보급됐고 2022년까지 보급확산과 함께 적용기술도 단계적으로 고도화해나갈 계획이다.
2세대 스마트팜은 우리나라 온실의 95% 이상을 차지하고 있는 중·대규모의 비닐온실에 적용할 목적으로 개발됐다.
클라우드 기반의 기계학습과 인공지능에 의해 운용되며 비용은 네덜란드 Priva시스템에 비해 약 1/5 수준이다. 품질과 서비스 안정성확보, 다양한 작목 적용확대 등이 앞으로 해결해 나가야할 과제다.
■ 한국형 스마트팜 개발현황은
한국형 스마트팜 연구개발은 2014~2018년 이뤄져 1차 완료됐고 실용화를 위한 기술표준으로 스마트팜 기자재 22종을 ‘KS 국가표준’으로 제정, 등록을 완료했다.
현재는 2세대 스마트팜 고도화 및 실증과 3세대 스마트팜 개발(로봇·에너지시설연구) 연구 목표가 잡혀 있으며 이를 위해 ‘스마트팜 다부처 패키지 혁신기술개발 사업’이 2021~2027년까지 국비 3,300억원과 민자 534억원의 투자로 진행될 예정이다.
1세대 스마트팜은 원격감시 및 간편제어기술이 개발됐으며 농가 이용자의 편의성을 향상시켜 온실 환경관리 등 농작업을 위해 시간과 장소의 제약에서 벗어나 삶의 질을 향상시키는 것이 목표였다.
2세대 스마트팜은 농가의 생산성 향상을 위해 정밀한 작물의 생육관리를 통해 농업생산성과 품질을 향상시키는 기술개발이 목표다. 이를 위해 환경, 생체데이터를 클라우드 서버에 저장하고 생육모델을 통해 분석하는 기술고도화를 진행중이다.
적용기술을 분류하자면 △작물 생육상태, 생체정보를 자동으로 측정·수집할 수 있는 ‘생육정보 측정기술’ △클라우드에 저장된 환경 및 생육정보 등의 데이터를 분석해 정밀한 생산관리 조건을 도출함으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 ‘빅데이터 활용기술’ 등이 있다.
■ 스마트팜 보급 정책은
스마트팜 보급·확산은 정부의 국정과제(83. 지속가능한 농식품산업 기반조성)로 지정, 관리되고 있다.
정부는 생산·유통시설을 집적화한 스마트팜단지 조성, 시설현대화 등 스마트팜 보급을 확대해 기술 융복합 스마트농업을 육성할 계획이다. 이를 위해 2022년까지 스마트온실은 7,000ha, 스마트축사는 5,000 농가에 보급하는 것을 목표로 세웠다.
물론 아직까지는 대부분 원격관리와 제어를 통한 편의성 향상기술 보급에 그치고 있지만 현재 농진청을 중심으로 활발히 추진되고 있는 스마트팜 연구개발을 통해 우리나라 실정에 맞는 데이터 활용 정밀 생산관리 프로그램 등 핵심기술의 국산화로 머지않아 디지털 농업의 시대가 열릴 예정이다. 또한 농업기술원, 농업기술센터를 농가의 빅데이터를 수집·분석·활용하는 현장지원기관으로 육성함으로써 데이터 기반 정밀생산관리로 생산성과 품질향상이 가능한 기술을 보급, 농가의 소득증대와 안정에도 기여할 전망이다.
■ 농가 시범사업 성과는
농진청은 2016년부터 시설의 유형과 작물특성에 따라 스마트팜기술을 적용한 시범사업을 추진했으며 품목별 스마트팜모델을 통해 농식품의 ICT융복합 확산사업을 지원하고 있다.
작물의 특성에 따라 환경제어요인을 선택해 1세대 스마트팜 모델을 품목별로 적용했다.
또한 분야별 단위기술을 적용한 시범사업도 확대하고 있으며 2019년에는 환경요인 및 품목별 생산과정에 따른 스마트팜 기술요인을 적용해 28개 과제를 추진했다.
수확 후 품질유지를 위한 온·습도 및 공기조절을 통한 CA저장기술로 사과의 저장 중 감모율(수분증발로 인한 중량 손실률)이 7.5%에서 3.2%로 낮아졌으며 주요 원예작물에 대한 생육기별 토양수분 관리를 통해 최대 관수량을 12~15% 절감, 관수노력도 50% 감소했다. 품목에 따라 차이가 있으나 스마트팜 도입 후 주요 원예품목 평균 농가생산성은 17.9%가 향상됐다.
향후 빅데이터를 활용한 스마트팜 생산성 향상기술 등 개발되는 2세대 스마트팜기술도 단계적으로 시범사업을 통해 보급할 계획이다. 2020년까지 전국 70개소에 조성되는 시군농업기술센터의 ‘스마트농업 테스트베드 교육장’을 통해 농업인에게 고도화되는 스마트팜기술을 소개하고 현장에 보급할 계획이다.
■ 기술이전과 상용화 현황은
농진청은 최근 5년(2015~2019년) 동안 스마트팜 연구개발사업을 통해 129건의 특허출원과 41건의 기술이전 성과를 거뒀으며 69건의 정책제안과 163건의 영농활용기술을 도출해 현장확산을 위해 크게 기여했다.
또한 스마트팜 ICT기기의 표준화 추진을 통해 단체표준 69종, 국가표준 22종을 제정하고 국제표준도 추진하고 있다. 이러한 표준화는 스마트팜 ICT기기를 공급하는 업체별로 제각기 다른 규격, 제원, 성능 등을 통일함으로써 사용자인 농업인이 자유롭게 원하는 제품을 서로 호환, 궁극적으로는 국산제품의 품질과 신뢰도가 상향 평준화되는 효과를 기대할 수 있다.
농촌진흥청 농업공학부는 농업을 누구나 편하게 일해보고 싶은 매력적인 산업으로 만들고 소비자들에게는 보다 좋은 품질의 농산물을 공급할 수 있는 기술을 개발하는 국가농업연구기관이다.
목록
