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ICT 융합으로 더 똑똑해진 농장
스마트팜이란 실·내외 축사나 비닐하우스에 정보통신기술(ICT)을 활용해 농작물과 가축의 생장 환경을 적정하게 관리할 수 있는 농업 현장을 의미한다. 스마트팜은 농업 현장에서 작물의 생장 정보와 환경 정보에 대한 데이터를 기초로 최적의 생장 환경을 만들 수 있고, 노동력과 에너지, 사료를 기존보다 덜 투입하고도 농작물의 생산성과 품질 향상을 실현할 수 있어 농업 분야와 ICT 기술을 결합한 미래 산업으로 주목받고 있다.
사람과 환경에 초점을 두다
스마트팜은 사물인터넷, 빅데이터 등의 ICT를 활용해 농업생산시설의 생육환경을 원격 또는 자동으로 제어할 수 있는 농장이다. 정밀장비, 사물인터넷 센서, 액추에이터, 지리 위치 확인 시스템, 빅데이터, 무인항공기, 로봇공학 등을 통합한 효율적인 접근법으로 사람과 식물, 환경에 초점을 맞춘 미래 농업기술이다.
ICT를 활용한 스마트팜 기술을 통해 온도, 이산화탄소, 토양 같은 환경 정보 및 생육 정보에 대한 정확한 데이터를 기반으로 생육 단계별 정밀한 관리와 예측 등이 가능해 수확량, 품질 등을 향상시켜 수익성을 높일 수 있다.
노동력과 에너지를 효율적으로 관리함으로써 생산비를 절감할 수 있다는 점도 장점이다. 기존에는 작물에 관수할 때 직접 밸브를 열고 모터를 작동해야 했다면, 스마트팜에서는 전자밸브가 설정값에 맞춰 자동으로 관수를 한다. 또한, 스마트팜은 농·림·축·수산물의 상세한 생산 정보 이력을 관리할 수 있어 소비자 신뢰도를 높일 수 있다.
한국형 스마트팜
농촌진흥청에서는 한국형 스마트팜을 기술 수준에 따라 3단계로 분류하고 있다. 1세대 스마트팜 시스템은 온도, 습도, 일사 등 센서 정보와 카메라 영상정보를 이용해 온실을 원격 모니터링하고 모바일 애플리케이션에서 온실 환경을 원격 제어하는 것으로 농업인의 편리성을 위해 개발됐다. 2016년 개발된 1세대 한국형 스마트팜 모델은 농업인이 재배시설과 작물별 제어 환경요인에 따라 모델을 선택할 수 있다는 것이 특징이다.
1세대 스마트팜을 도입한 많은 농가에서는 편의성 향상뿐만 아니라 생산성을 높이는 데에도 큰 효과를 보고 있다. 하지만 농사에 대한 지식과 데이터를 이해하고 분석할 수 있는 ICT 역량이 필요한데, ICT가 익숙하지 않은 고령 농업인은 접근이 쉽지 않다는 점이 기술적 한계로 지적됐다.
이런 문제를 극복하기 위한 한국형 2세대 스마트팜 기술은 인공지능으로 작물의 재배환경과 생육, 질병 상태를 진단한다. 또한 재배 전 과정에서 적합한 의사결정을 지원하는 클라우드 플랫폼으로 농사 경험이 적은 젊은 창농인이나 ICT에 미숙한 고령 농업인에게도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
현재 기술 수준은 2세대의 편의 중심 자동화 기술이며, 향후 10년 동안 3세대 플랜트형 생산기술과 생산·유통·소비의 정보연결형 지능화 스마트팜으로 발전할 것으로 전망된다. 또한 장기적으로 완전 무인화를 통해 24시간 지속되는 농·작업 등 다양한 환경의 적용 및 지속가능한 농·축·수산 방향으로 발전될 것으로 전문가들은 내다보고 있다.
스마트팜의 해외 동향
전 세계 스마트팜 시장은 미국과 유럽시장이 각각 42%, 31%로 전체 시장의 73%를 차지하고 있으며, 아시아 및 그 외 지역은 27%의 비중을 점유하고 있다. 특히 미국의 경우, 스마트팜과 관련해 오랫동안 R&D를 추진한 것으로 알려졌다. 이를 바탕으로 정밀 농업과 처방 농업 등 전 세계적으로 노지 분야에서의 최첨단 농업 기술을 선도하고 있으며, 민간 중심 ICT 분야에서의 강점을 다른 산업에 이식하고, 미국 농무부(USDA)에서 제도적으로 지원하며 대응하고 있다.
시설농업 분야 세계 최고 수준의 생산성 실현 기술 보유국인 네덜란드의 경우, 생산시설 통합관리 시스템 및 핵심 기자재에 대한 원천기술 확보를 통해 세계시장을 선점하고, 장기 재배에 따른 작물관리 기술, 시설 작물에 대한 최적의 환경 제어 모델 등 복합환경 제어를 통한 온실 환경의 최적화 구현기술 등 상용화 기술의 최고우위를 점하고 있다. 최근에는 지속가능한 농업을 위한 다양한 에너지 자원의 순환과 농업·축산 등 도메인의 자원 순환 기술 개발을 진행하고 있다.
미국은 통합 작물 및 해충 관리를 위한 나뭇잎·토양 표본 자동 수집 로봇, 서로 다른 지형과 토양 조건에서 농업생산량 증대를 위한 인간 협업형 농업로봇 플랫폼, 로봇-인간 및 로봇-환경 인터페이스 등의 개발을 진행 중이다. 일본은 농업의 자동화·지능화에 따른 고품질 생산 및 노동력 절감을 동시에 달성하는 생산 시스템 개발을 추진하고 있다. 특히 중견기업 이상의 타 산업 분야에서 농업 분야로의 산업화 진출이 가장 활발히 이루어지고 있는 것이 특징이다.
