농업용 드론에 적합한 방제․파종 기술 개발
비산 저감기술 개발로 PLS 현장애로 해결

농업용 드론시장 정착을 위해...
“2019년 농약허용물질목록관리제도(PLS) 시행에 따른 드론 항공방제의 여러 문제점들이 영농현장에서 제기됐습니다. 그러면서 드론을 활용한 농작업에 발이 묶이는 꼴이 됐지요. 그래서 개발한 것이 ‘비산 저감기술’입니다. 이를 활용해 드론 방제의 현장 애로사항을 해결 할 수 있었습니다. 비산 저감기술 뿐만이 아닌 다양한 농작업에서 편리하고 쉽게 사용할 수 있는 기술을 개발하는 것이 저의 책무고 기쁨입니다.”

농촌진흥청 국립농업과학원 밭농업기계화연구팀 유승화 연구사(40)는 드론을 활용한 각종 병해충 방제와 파종 등을 안전하게 진행할 수 있는 기술을 개발하는 등 지난 13년여 동안 농업용 드론시장의 정착에 앞장서온 대표적인 연구자다.

유 연구사는 그동안 ‘비산 저감 가이드부재 장착 농업용 드론’, ‘벌집 제거용 드론 약액 살포장치’ 등 12건을 산업재산 등록했다. 또한 ‘공기유도 노즐의 내부 유동특성에 관한 연구’ 등 8건의 논문과 ‘농업용 드론의 정밀방제시스템을 위한 최적화 기술 개발’ 등 국내외에서 35건의 학술발표를 진행했다.

유 연구사는 이밖에도 ‘농약살포용 무인항공기 안전사용 매뉴얼’, ‘농업기술길잡이-병해충방제기’ 등 6건의 자료 발간과 ‘비산 저감을 위한 농업용 방제 드론 운영기술 및 효과’ 등 영농정책, 자료 등 7건을 제출했다. 이러한 성과로 유 연구사는 2021년 디지털농업 우수성과(농촌진흥청장상), 2020 식량작물 보급 유공(농촌진흥청장 표창) 등을 수상하기도 했다.

고령화·부녀화 농촌에 드론이 효자
“농촌인구의 고령화·부녀화가 심각합니다. 특히 농촌은 많은 노동력을 필요로 하는 농작업이 많아서 기계화·자동화의 요구도 높습니다. 이에 농작업에서 조금이라도 노동력을 덜기 위해 최신 드론기술을 적용한 새로운 형태의 농작업 플랫폼 개발을 생각했습니다. 이는 농업의 기계화, 스마트화가 급속히 진행되면서 농업용 드론을 활용한 농업이 고령화의 대안으로 부상하고 있는 것에도 주목했지요.”

유승화 연구사와 농진청 자료에 따르면, 세계 드론시장 규모가 2015년 40억 달러(약 4조8000억 원)에서 2024년에는 147억 달러(약 17조7000억 원) 규모로 급증할 것으로 예상된다. 산업용 드론시장의 80%가 농업에서 창출될 것으로 예측되는 등 농업분야에서 폭넓은 수요가 예상된다는 것이다.

“저와 동료들이 개발한 비산저감 AI노즐은 분사되는 농약 방울(관행 150μm)에 공기를 넣어 분무 입경을 2배 키워(340μm) 표면적이 4배 커지게 했습니다. 동일한 살포량으로 비산을 30% 이상 저감할 수 있어요. 또한 드론 하향풍의 영향을 극대화해 분사되는 농약이 작물에 빠르게 도달하도록 분무장치를 개선했습니다. 국제표준인 ISO 기준을 만족하면서 노즐 위치, 방제 속도, 고도 등의 방제기준을 설정해 영농현장에 정보를 제공할 수 있었던 것이죠.”

유승화 연구사와 동료들이 개발한 비산저감형 드론 방제기술을 벼(김제), 콩(김제·괴산), 마늘·양파(무안), 배추(완주·보령) 등 현장에서 작물별로 실증한 결과, 관행 드론방제 대비 병해충 방제효과는 벼 40%p 향상, 콩 12%p 향상됐으며, 실증에 적용한 작물 모두에서 약해는 발생하지 않았다고 한다.

노지 디지털농업의 선두주자 ‘드론’
“지금은 드론의 농업적 이용 확대를 위해 벼나 조사료 등과 같은 종자를 드론으로 균일하게 파종할 수 있는 균일 살포식 파종기를 2024년 완성 목표로 개발하고 있습니다. 또 비료나 입제 등 고상의 농자재 살포에도 활용할 수 있도록 하는 기술도 개발 중입니다.”

유 연구사는 이외에도 드론을 활용해 나무꼭대기에 집을 짓는 등검은말벌을 방제하는 드론용 약제 살포기도 개발하고 있다. 이 살포기는 사용자의 편의성을 높이기 위해 리모컨을 이용한 원격제어 기술과 실시간 말벌집을 모니터링 하는 기술도 탑재할 예정이라고 한다. 현재 말벌집이 발견되는 현장에서 계속 실증 중이라고 유 연구사는 밝혔다. 

“전 세계 드론시장은 2026년까지 221억2천만 달러에 달할 것입니다. 우리나라의 총 시장규모는 올해 1조4천억 원에 달할 것으로 예측됩니다. 이중 농업분야에서의 활용이 53% 이상 될 것으로 봅니다. 그만큼 농업용 드론의 성장률은 계속 증가할 것으로 전망합니다. 
앞으로 드론은 인공지능, ICT 등 첨단기술이 적용돼 노지 디지털농업의 실현에 선두주자가 될 겁니다. 드론 기술의 영농현장 보급은 농업인의 삶의 질을 향상시키며, 지속가능한 농업 생산기반을 마련하는데 기여할 것이라고 확신합니다.”