농업 발전과 농업인 행복 위한
스마트팜과 첨단농기계 개발에
최선을 다하겠습니다
농촌진흥청 국립농업과학원 스마트팜개발과
홍영기 연구관
글 ㅣ 김주희사진 ㅣ 박형준
농촌 일손 부족은 농업 발전과 농업인 삶의 질을 올리기 위해 반드시 해결해야 할 문제다.
농촌진흥청 국립농업과학원 스마트팜개발과는 노동력을 줄일 수 있는 농업로봇과 여성친화형 농기계 등을 개발하고 있다.
농업로봇·인공지능연구실 업무를 총괄하는 홍영기 연구관을 만나봤다.
농촌진흥청 국립농업과학원 스마트팜개발과는 노동력을 줄일 수 있는 농업로봇과 여성친화형 농기계 등을 개발하고 있다.
농업로봇·인공지능연구실 업무를 총괄하는 홍영기 연구관을 만나봤다.
농업 노동력을 줄이기 위한
스마트농업 시스템 연구
정보통신기술(ICT), 인공지능, 빅데이터 등 4차 산업혁명 기술이 산업 전 분야에 적용되며 농업 역시 디지털 전환과 데이터 기반 농업기술 혁신이 요구되고 있다. 이에 농촌진흥청 국립농업과학원 농업공학부 스마트팜개발과는 농업로봇·인공지능연구실, 농업ICT융합연구실, 스마트팜시스템연구실을 구성해 첨단기술 농업적 활용기술 개발, 농업 노동력을 줄이기 위한 맞춤형 밭농업기계와 여성친화형 농기계를 개발하고 있다.
“스마트팜개발과는 지난 2015년에 만들어 한국형 스마트농업 시스템을 연구하고 있습니다. 첨단기술을 이용해 농작업 자동화를 구현하고, 최종적으로는 농업 전 과정에 로봇을 도입해 노동력을 최소화하는 것을 목표로 하고 있습니다. 현재 전 세계적으로 식량위기를 겪고 있으나 농촌 인구는 점차 줄어들고 있습니다. 미래에 필요한 먹거리를 생산하기 위해선 농업로봇 등 스마트농업이 중요할 수밖에 없습니다.”
현재 농업 선진국은 농업 전반에 빅데이터와 인공지능을 활용해 비약적인 경제 발전과 농업 혁신을 꾀하고 있다. 우리나라도 스마트팜, 노지 디지털농업 토양측정 센서, 인공지능 기반 작물생육 측정시스템, 자율주행시스템. 드론 등 다양한 스마트농업 기술을 개발했다. 하지만 아직은 시설재배 일부에만 사물인터넷(IoT)을 사용하는 등 제한적으로 활용되고 있다.
“우리나라 스마트농업 기술은 점차 농업 선진국과의 격차를 좁히고 있습니다. 일본과는 동등한 수준까지 올라왔고요. 이제 지속적인 스마트농업 기술 개발과 함께 농업 현장에 적용·확산하는 것이 중요합니다. 이에 지난해 ‘디지털농업 촉진 기본계획’을 수립해 기술 개발과 현장 확산을 적극 추진하고 있습니다.”
스마트팜 시설에 대해 설명하는 홍영기 연구관
농촌진흥청 국립농업과학원 스마트팜개발과 홍영기 연구관
노지 디지털농업 토양센서로
정밀농업 이루다
홍영기 연구관이 중점적으로 연구하는 분야는 노지 디지털농업 토양센서다. 토양에 비료를 뿌릴 위치를 정확하게 파악하기 위해 토양센서정보에 GPS기술을 접목한 디지털 농업 기계다.
“토양센서 정식 명칭은 ‘분광 분석식 토양 유기물 측정 장치’입니다. 센서 심지에 해당하는 원추를 토양에 꽂으면 유기물 함량, 수분, 탄소, 산성도 등이 측정됩니다. 7m 간격으로 땅에 꽂았다가 빼기를 반복하면서 모은 데이터를 중앙 서버로 전송하면 토양 상태를 보여주는 전체 농작지 토양지도를 생성합니다.”
동일한 경작지 내에서도 위치에 따라 토성, 토질, 물 빠짐, 일사량, 잔존 비료량 등이 다르다. 농업인은 이 토양지도로 물이나 비료가 필요한 토양을 확인해 작업할 수 있다.
“이전에는 농업인의 감각이나 경험에 따라 비료 양을 정했다면 이젠 토양센서를 활용해 비료가 부족한 부분이나 필요한 양을 세밀하게 파악할 수 있습니다. 비료 성분이 많은 곳은 적게, 비료 효과가 잘 나타지 않는 곳은 많이 줄 수 있지요. 적절한 수확량과 품질을 유지하면서 불필요한 자원 사용을 줄일 수 있어 환경적인 면에서도 긍정적인 효과가 있습니다.”
토양센서를 사용하면 토양정보, 작물정보, 환경정보, 작년도 수확량 대비 비료 양에 대한 정보를 기초로 어떤 관리가 필요한지 계획할 수 있다. 또한 농경지를 구역화해 위치 특성에 맞게 관리할 뿐만 아니라 자동화된 농기계를 통해 노동력도 줄일 수 있다. 즉, 수치화된 정확한 정보를 바탕으로 정밀농업이 가능한 것이다.
“토양센서에는 인공지능, 빅데이터 등 첨단기술이 복합적으로 사용됩니다. 기상, 병해충 등 다른 농업데이터와 함께 활용될 수도 있습니다. 현재 콩, 옥수수, 감자, 양파 등 노지 농업 작물 10종을 대상으로 생육단계별 최적 물 관리, 토양 양분 상태에 따른 비료 사용법을 추천하는 ‘노지 정밀농업 시스템’을 개발해 제공하고 있습니다. 또한 민간 기업에서도 이 데이터를 활용해 농업인에게 앱으로 정보를 제공하는 서비스를 운영하고 있습니다.”
“
과수나 시설 재배에서작물을 수확하는 지능형 로봇을 개발해
농업 전 과정에 로봇을 활용한다면
노동력을 크게 줄일 수 있을 것으로
기대합니다.
”
스마트팜·첨단농기계 현장
확대 위해 노력할 것
농촌진흥청 국립농업과학원 스마트팜 연구시설
현재 스마트팜개발과 농업로봇·인공지능연구실에서는 주도적으로 노지 디지털 농업 확산·보급을 위해 자율주행 트랙터, 직진 자율주행 이앙기, 농업로봇 등 첨단농기계 산업화를 추진하고 있다. 또한 시설재배에서 사용할 수 있는 토마토 생산량 예측 로봇시스템, 스마트온실 환경 지능형 최적제어 기술을 개발해 현장실증을 진행하고 있다.
“농업로봇은 다른 산업 분야 로봇과 달리 고려해야 할 사항들이 있습니다. 작업자는 물론 작물을 안전하게 보호해야 하기 때문에 정밀한 제어시스템이 필요합니다. 또한 노지는 날씨가 급변하고 바람이 많이 부는 등 변화가 크지요. 열악한 환경 조건에서도 신뢰성 있는 동작이 가능하도록 내구성과 강인성을 확보해야 합니다.”
이에 농기계업체 4개사와 기술 정보 교류·협업 체계 구축을 위한 업무협약을 체결했으며, 민·관 전문가로 태스크포스(TF)를 구성해 인공지능, 메타버스 등 첨단기술을 농업 분야에 폭넓게 활용하기 위한 추진전략을 수립하고 있다.
“앞으로는 트랙터, 콤바인 등 대형 농기계 뿐 아니라 경운, 정지(整地) 등 농작업기에도 자율주행 등 첨단기술을 적용할 계획입니다. 또한 과수나 시설 재배에서 작물을 수확하는 지능형 로봇을 개발해 농업 전 과정에 로봇을 활용한다면 노동력을 크게 줄일 수 있을 것으로 기대합니다.”
개발된 자율주행 농기계 등을 농업현장에 빠르게 적용하기 위해 농업기술실용화재단과 협력 체계를 구축해 첨단 농기계 검인증 방법과 기준 마련, 검정장비 활용 기술 지원 등도 해나갈 계획이다. 이와 함께 농업인 역시 첨단 농기계를 적극적으로 사용할 수 있도록 활용 가이드라인과 매뉴얼 작업을 같이 진행하고 있다.
“농업인들의 어려움을 해소하기 위해 현장 목소리를 들으며 스마트팜과 첨단농기계 등을 개발하고 있습니다. 농업인 분들이 전해주시는 노하우와 아이디어가 많은 도움이 되고, 반영하는 과정에서도 큰 힘을 얻습니다. 앞으로도 열린 마음으로 많은 도움과 관심 부탁드리며, 저도 농업 발전과 농업인 행복을 위해 더욱 노력하겠습니다.”