I am a farmer 12번째 마당 '농장도 첨단 시대! 똑똑하게 농사짓는 스마트팜'
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화학이야기

I am a farmer 12번째 마당 ‘농장도 첨단 시대! 똑똑하게 농사짓는 스마트팜’

2018년 5월 11일

국토 면적이 우리나라의 42%에 불과한 나라. 하지만 미국 다음으로 전 세계 농산품 수출 2위에 있는 나라가 있습니다. 바로 네덜란드의 이야기인데요. 네덜란드는 농가의 95% 정도가 스마트팜을 도입하여 농산물 생산량을 극대화하는 첨단 농장으로 운영되고 있습니다. 일반 노지에서 짓는 농사보다 생산량을 2배 가까이 끌어올릴 수 있다고 하는데요. I am a farmer 12번째 마당은 스마트팜에 대한 이야기를 전해드리고자 합니다.


농업에 ICT를 더하다! 스마트팜

스마트팜(Smart Farm) 농업 기술에 정보통신기술(ICT)을 결합한 지능화된 농장으로, 사물인터넷 (IOT) 기술을 이용해 다양한 환경적 요소를 분석하고 최적의 환경을 유지하여 농업의 효율과 생산성을 극대화한 농장.

스마트팜은 농업 기술에 정보통신기술(ICT)을 결합하여 만들어진 지능화된 농장을 의미합니다. 사물 인터넷(IOT) 기술을 이용하여 농작물 재배 시설의 온도, 습도, 광량, 이산화탄소, 토양 등을 측정하고 분석하여 농작물이 자랄 수 있는 최적의 환경을 유지할 수 있습니다. 스마트폰 등 모바일 기기를 이용해 실시간으로 농작물의 상태를 확인하는가 하면 원격으로 농장을 제어하는 것도 가능한데요. 생산부터 유통, 소비까지 전 과정에 걸쳐 생산성과 효율은 물론, 품질까지 향상 시킬 수 있는 고부가가치 기술입니다.

스마트팜에서는 씨앗을 심는 일부터 농장 관리, 수확 등 어느 하나 사람의 손이 닿지 않는 부분이 없는 농사일에서 많은 부분을 기계로 대체하여 운영할 수 있습니다. 때문에 농촌의 인력 부족 문제를 해결할 수 있는 수단으로 주목받고 있는데요. 농촌 인구의 고령화와 인력난 문제를 겪고 있는 우리나라의 농업 환경에 스마트팜의 도입과 확산은 시급한 과제가 아닐 수 없습니다. 우리나라는 최상위 ICT 기술을 보유하고 있는 만큼 스마트팜 분야에서도 발전 가능성이 매우 높은 편입니다.

스마트팜 기술! 어디까지 왔나?

스마트팜의 선두 주자로는 네덜란드와 일본을 손에 꼽을 수 있습니다. 네덜란드의 경우 토마토와 파프리카의 80%를 식물공장에서 생산하고 있으며, 일본 역시 IT기업들이 스마트팜 관련 기술 개발에 적극적으로 참여하여 농가에 보급하는 등 스마트팜 기술 발전에 박차를 가하고 있습니다. 그렇다면 스마트팜 기술은 현재 어느 수준까지 발전했는지 함께 살펴보도록 하겠습니다.

버튼 하나로 농장을 제어하다

재배 환경의 최적 제어: 재배 시설의 온도, 습도, 광량, 이산화탄소, 양액 등 재배 환경의 실시간 모니터링은 물론, 최적의 재배 환경이 유지될 수 있도록 컴퓨터 AI가 변화를 감지하여 자동으로 농장을 제어한다.

스마트팜의 가장 기초 단계라고 할 수 있는 것은 유리 온실이나 비닐하우스 등 작물의 재배 환경을 제어하는 기술입니다. 농장의 시스템을 IOT 기술로 스마트 기기와 연결하여 손쉽게 제어할 수 있는 것인데요. 각종 센서와 CCTV를 통해 온실의 환경을 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 갑자기 비가 내리는 등 상황이 발생했을 때 버튼 하나로 농장을 제어할 수 있어 매우 편리합니다.

단순히 농장의 천장이나 환풍구를 개폐하거나 물을 주는 등 간단한 시설 제어뿐 아니라 최근에는 온실의 온도와 습도, 빛의 밝기, 흙이나 양액의 영양 상태, 그리고 온실 내 산소와 이산화탄소 농도까지도 조절할 수 있는데요. 이러한 기능을 통해 작물이 자라는 데 최적의 환경조건을 유지할 수 있으며, AI를 활용하여 스스로 환경 변화를 감지하고 자동으로 농장을 제어하는 것이 가능합니다.

고부가가치 작물에 어울리는 식물공장

식물공장을 활용한 연중 재배: 밀폐된 공간에서 재배 환경을 보다 정교하게 조절하여 필요 성분을 확보하고, LED 광량과 온도를 조절하여 1년 내내 작물의 재배가 가능한 환경을 조성한다.

도심 한복판이나 컨테이너 박스안에서 식물을 키울 수 있는 식물공장도 큰 인기입니다. 식물공장은 밀폐된 공간에서 재배 환경을 더욱 정교하게 조절할 수 있다는 장점이 있는데요. 도심 한복판이나 컨테이너 박스 등 외부와 단절된 곳에서 무농약으로 재배가 이루어지고, 특정 영양 성분을 강화하는 등 건강하게 관리된 유기농 작물을 재배하는 것이 가능합니다.

식물공장에서는 식물의 생장 조건을 통제할 수 있어 작물을 연중 재배할 수 있는데요. 식물이 빛의 양과 온도를 통해 계절의 변화를 감지하는 점을 이용해 LED 전구와 온도를 조절하고 충분한 영양분을 공급하여 1년에 한 번 밖에 재배하지 못하는 작물을 2회 이상 재배하는 것도 가능해집니다. 비록 초기 투자금이 많이 들어가는 편이기는 하지만, 같은 면적의 하우스에서 재배할 때보다 최대 40배까지 많은 양을 재배할 수 있습니다. 고부가가치를 가지는 작물을 재배하는 것은 물론, 일정한 품질의 안전한 먹거리를 생산할 수 있어 충분한 경쟁력을 가지고 있습니다.

노동력을 절감하는 로봇의 활용

로봇을 활용한 작업의 자동화: 농장 안을 자유롭게 돌아다니며 작물의 영양 상태를 관찰하는 것은 물론, 잡초나 벌레 제거, 농약 살포, 균등한 크기의 작물 재배 등 손이 많이 가는 작업을 대신한다.

농장에서 활약하는 로봇이라 하면 하늘을 날아다니며 농약을 살포하는 드론의 모습이나 재배한 작물을 원하는 곳으로 운반시켜주는 정도의 로봇을 떠올리기 쉽습니다. 하지만 최근에는 정교함이 요구되는 작업에도 로봇이 활용되고 있습니다. 농장을 자유롭게 돌아다니며 카메라를 이용해 잘 익은 열매를 선별하고 열매의 위치를 파악해 자동으로 수확 / 분류하는 등 마치 사람과 같은 역할을 수행하고 있습니다.

뿐만 아니라 작물의 영양 상태를 관찰하고 적절한 양분을 공급하는가 하면, 잡초나 벌레를 제거하는 로봇도 등장했는데요. 기존에는 사람이 직접 잡초를 뽑거나 농약으로 벌레를 잡아줘야 했지만, 로봇이 이를 대체하게 되면서 노동력 절감과 동시에 농약을 사용하지 않는 건강한 먹거리를 생산할 수 있다는 장점이 있습니다. 축산업에서는 닭장 안을 돌아다니며 달걀을 수확하는 로봇도 개발되고 있는데요. 농업에 있어 앞으로 로봇의 활약은 더욱 커질 것으로 기대되고 있습니다.

수익을 극대화하는 빅데이터의 축적

빅데이터 축적으로 생산성 향상: 다양한 센서를 통해 수집한 빅데이터를 분석하여 농가의 의사결정을 지원하는 한편, 작물에 따른 최적화된 농법을 공유하고 소비자의 니즈를 분석해 농가의 수익과 생산성을 극대화한다.

4차 산업혁명에서 중요한 위치를 차지하고 있는 빅데이터! 농업에서의 빅데이터는 농작물이 자라는 데 영향을 주는 수많은 외부 요인의 정보를 수집, 분석한 방대한 양의 데이터를 의미합니다. 다양한 센서를 통해 수집되는 환경, 제어, 생육에 대한 데이터를 분석하면 다양한 통계에 기반한 실질적인 생산성 증대로 이어질 수 있습니다.

이는 농가의 의사 결정을 지원하는 것은 물론, 작물마다 최적화된 농법에 대한 정보를 원하는 누구나 획득할 수 있게 되면서 농업에 도전해 실패하는 일을 사전에 방지하는 효과로 농가 전체의 수익을 극대화 할 수 있는데요. 이러한 빅데이터의 축적은 농업을 더욱 발전시켜 우리나라의 농업 경쟁력을 끌어올리는 밑바탕이 될 것입니다.


우리나라는 IT 강국으로 알려져 있지만, 스마트팜을 도입한 농가는 약 20% 정도밖에 되지 않습니다. 정부에서는 지난 4월, 스마트팜을 핵심 성장 동력으로 보고 확산을 유도하기 위해 정부 지원금을 확대하고 청년 인력을 양성하겠다고 발표했는데요. IT기술과 스마트 기기에 익숙한 청년 인력이 농촌에 유입된다면 청년실업 문제와 함께 우리나라의 농업 경쟁력 강화라는 두 마리 토끼를 모두 잡는 것도 무리는 아닐 것입니다. 귀농이나 청년 농부를 꿈꾸는 분들이라면 스마트팜에 주목해야겠죠?

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