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미래농업을 선도하는 R&D <1>한국형 2세대 스마트팜빅데이터 기반 최적 생산조건 찾아 ‘맞춤형 농사정보’ 제공

[한국농어민신문 서상현 기자]

▲ 농촌진흥청이 4차산업혁명 기술을 적용해 본격적인 스마트농업시대를 열어갈 2세대 스마트팜 기술을 개발했다.

농촌진흥청(청장 라승용)은 올해 ‘농업기술혁신으로 국민의 삶의 질 향상 견인’이라는 업무목표를 달성하는데 R&D(연구개발) 역량을 집중해왔다. 첨단기술의 융·복합을 통한 미래성장 및 수출 산업화, 안전한 먹거리 생산 및 농업·농촌 활력 제고에 주력한 것이다. 이 결과, 한국형 2세대 스마트팜, 소비자 참여로 만든 쌀 품종 ‘해들’, 신선농산물 수확 후 관리기술, 한우 사육기간 단축 등 돋보이는 성과물도 내놓았다. 이에 미래농업을 선도해나갈 농업기술혁신 성과를 4회에 걸쳐 간추린다. 첫 순서로 김상철 국립농업과학원 스마트팜개발과장을 만나 인공지능으로 농사짓는 시대를 연 ‘한국형 2세대 스마트팜’ 기술에 대해 들었다.


농업인이 농사환경 조절했던
1세대 스마트팜과 달리
인공지능으로 생육정보 파악
창업농이나 고령농도 활용

토마토 대상 기술검증·보완
다양한 작물 적용 확대 숙제


▲인공지능시스템 장착=대학과 연구기관 등 국내에서 손꼽히는 스마트팜 연구자들과 정책담당자, 현장농업인들이 2018년 11월 15일, 농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부의 스마트온실에 모였다. 현장시연을 앞둔 ‘한국형 스마트팜 2세대 기술’에 이목이 쏠린 것이다. 시연회에서는 인공지능이 영상데이터를 분석해 작물생육정보를 추정하는 기술, 빅 데이터를 바탕으로 토마토의 생육 및 환경제어를 위한 의사결정을 하는 모델 등이 선보였다. 이번에 개발된 2세대 기술은 인공지능이 데이터와 영상정보로 작물생육 등을 진단해 의사결정을 돕는데 활용토록 한 것이 특징이다. 인공지능이 농사짓는 새로운 시대를 알린 것이다.

스마트팜은 자동화설비와 정보통신기술(ICT)을 활용해 시간과 공간의 제약 없이 농사환경을 관측하고, 최적의 상태로 관리하는 과학기반의 농업방식이다. 이에 따라 정부는 ‘스마트팜 기술개발과 보급 확산’을 혁신성장 핵심 선도과제로 추진하고 있다. 또한 농진청은 고도화된 스마트팜 기술로 농업을 과학화하고, 농업혁신의 토대를 마련하기 위해 3단계 기술개발 전략을 실행해오고 있다. 이를 바탕으로 2016년 1세대 한국형 스마트팜 기술을 상용화한데 이어 이번에 2세대 스마트팜 기술을 선보인 것이다. 또한 2020년까지 3세대 스마트팜 기술을 개발한다는 목표를 세워놓고 있다.
 


▲1세대 스마트팜 단점 보완=2세대 한국형 스마트팜에 대해 본격적인 스마트농업시대를 열어갈 기술로 평가하고 있다. 농업인의 지식과 경험으로만 알 수 있었던 생육환경 조절과 재배관리의 노하우를 컴퓨터가 대신할 수 있는 시대를 앞당길 것이란 기대에서다.

영농편의성 향상에 중점을 둔 1세대 스마트팜의 경우 농장은 디지털화됐으나 환경설정과 제어는 여전히 사람의 지식과 경험에 의존해왔다. 즉, 생육환경을 측정하는 센서 시스템의 데이터를 네트워크로 연결해 인터넷에만 접속하면 시공간의 제약 없이 원격으로 모니터링하고 제어할 수 있다. 그러나 1세대의 경우 모든 농사환경을 농업인이 직접 설정하고 조작해야하므로, 농사에 대한 지식은 물론 데이터를 이해하고 분석할 수 있는 ICT 역량도 갖춰야 했다. 따라서 영농경험이 짧은 청년농이나 귀농인, 농사지식은 있지만 ICT가 익숙하지 않은 고령농업인은 접근이 쉽지 않다는 것이 기술의 한계로 지적돼왔다.

반면 이번에 개발된 2세대 스마트팜은 인공지능과 동식물의 생체정보 등 빅 데이터를 통해 최적생산을 위한 의사결정을 지원하는 시스템이다. 즉, 인공지능으로 작물의 성장과 생육, 질병상태를 진달할 수 있다. 또, 인공지능기반의 음성지원 플랫폼 ‘팜보이스’와 재배 전 과정에 적합한 의사결정을 지원하는 ‘클라우드 플랫폼’이 맞춤형 농사정보를 제공한다. 따라서 농사경험이 적은 젊은 창업농이나 ICT에 미숙한 고령농업인에게도 큰 도움을 줄 수 있을 것이란 기대를 모으고 있다.

▲향후 과제=현재 개발된 2세대 스마트팜은 인공지능과 클라우드 기반의 기술개념을 정립해 플랫폼을 완성하고 토마토를 대상으로 기술을 검증, 보완하는 과정에 있다. 앞으로 실증시험과 작목확대 시험을 통해 다양한 작물에 적용하면서 국내농가의 생산성과 소득 향상은 물론 국제경쟁력을 높여나갈 계획이다. 또한 궁극적으로는 네덜란드의 프리바 시스템(네덜란드 프리바사에서 생산하는 스마트팜 시스템)과 대등한 경쟁력을 갖추고, 글로벌 수출형으로 발전시켜나갈 계획이다.


“2세대 스마트팜, 컴퓨터 의사결정 따라 농사짓기 가능”
김상철 국립농업과학원 농업공학부 스마트팜개발과장

농민이 농장환경 제어하거나
농장 내 환경제어기로 조절 
농업 방식·패러다임 바꿀 것

1세대가 원격지에서 생육환경을 모니터링하고 제어하는 편의성 중심의 기술이었다면, 여기에 더해 컴퓨터의 의사결정에 따라 농사짓는 시대를 연 것이 2세대 스마트팜이다. 작물의 생육정보나 질병정보 등을 영상으로 측정하고, 컴퓨터의 인공지능이 영상정보를 분석해 의사결정을 내린 후 농가에 전달해주는 시스템이다. 이를 바탕으로 농민이 농장환경을 직접 제어할 수도 있고, 농장에 설치된 환경제어기가 기계와 기계 간 MTM통신(사물지능통신)을 통해 조절할 수도 있다. 특징적인 게 자기농장의 데이터가 쌓일수록 예측이 정확하게 된다. 사람이 알고 있는 지식이나 재배기술은 주관적이고 제한적인 것에 비해 컴퓨터가 최적화된 농사모델을 만들어낼 수 있는 것이다. ‘알파고’가 프로바둑기사 이세돌을 뛰어넘듯이 어느 순간에는 농장주인보다 컴퓨터가 더 정확한 의사결정을 하고, 처방을 내릴 수 있는 시기가 올 것이다.

2세대 스마트팜은 기존의 농업방식이나 패러다임을 완전히 바꿀 수 있다. 예로 들면, 청년 창업농의 경우 실제로 농사를 짓는 것에 미숙할 수밖에 없다. 그런데 2세대 스마트팜이 실용화되면 컴퓨터가 제공하는 농장맞춤형 농사정보를 바탕으로 청년농이나 귀농인들도 손쉽게 농사를 지을 수 있다. 따라서 어떻게 농사를 짓느냐에 대한 고민보다는 농사지은 것을 어떻게 판매하고, 가공하고, 사업화해갈 것인지, 부가가치가 훨씬 높은 분야에 신경을 쏟을 수 있다. 아무리 고민해도 수확량을 2~3배 올리는 것은 어렵지만, 어떻게 가공, 판매, 유통, 서비스하느냐에 따라 부가가치는 2~3배 높아질 수 있다.

다만, 현재의 2세대 스마트팜은 인공지능과 클라우드 기반의 기술개념을 정립해서 플랫폼을 완성하고, 토마토, 1개 작목을 대상으로 검증, 보완하는 과정에 있다. 토마토에 대한 데이터를 모으고, 그 데이터를 기반으로 모델을 만들고, 생육정보, 질병정보를 계측하는 기술을 만들어낸 것이다. 원리나 방법은 비슷하지만 아직까지 다른 작목에는 시험해보지 못했다. 도농업기술원이나 지방자치단체 등 일정시설을 갖춘 곳을 대상으로 작목확대 및 현장실증시험을 통해 개발된 시스템을 안정화시켜나가는 것이 향후 과제다.

끝으로, 스마트팜은 해도 그만, 안 해도 그만인 게 아니다. 기술이 뒤처지면 결국, 우리나라 상황에 맞지도 않고 가격도 비싼 외국제품을 수입할 수밖에 없다. 선제적 연구 통해 우리농업에 적합하고, 글로벌 시장에서 인정받는 제품이나 서비스를 개발해놓으면 농업과 전후방산업에 큰 활력소가 되고, 성장 동력이 될 것이다.

서상현 기자 seosh@agrinet.co.kr

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