로봇과 IT(정보기술)는 모든 산업에서 가장 중요한 요소가 되고 있다. 특히 농산업 분야에서의 IT 접목은 스마트팜을 통한 미래농업 견인의 절대적인 기술 요소로 받아들여지고 있다. 농작업의 자동화, 정밀기술농업, 식물공장시스템, 축산자동화, 정밀재배 생육모델, 인공광 스마트온실 등 스마트팜 연구 개발의 현주소를 비롯해 스마트팜의 미래모습 등을 이시영 농촌진흥청 스마트팜개발과장으로부터 들어봤다.

2025년쯤이면 스마트팜 2세대 기술 연구결과 윤곽
연구개발 기술의 산업화 단계까지 연구자 노력 중요
스마트팜 없는 미래농업은 불가능...젊은 세대에 유리

Q. 스마트팜의 현재와 미래를 설명한다면.
A. 스마트팜 1세대 모델은 2016년부터 시작됐는데, 작업의 편의성 향상에 중점을 뒀다. 스마트폰으로 멀리에서도 원격으로 온실 안팎의 상태를 카메라를 통해 직접 화면으로 볼 수 있고, 작물 상태나 환경을 체크할 수 있어 갑작스런 소나기에 환기창을 닫거나 겨울철 야간에도 난방기의 작동 상태를 확인하는 정도였다.

작물의 생산성을 더 높일 수 있는 2세대 스마트팜 기술은 빅데이터와 인공지능을 이용해 어떻게 재배하는 것이 가장 적절한지, 기계 학습한 데이터를 기반으로 의사결정을 내릴 수 있도록 농업인에게 알려주는 기술이다. 2025년에는 2세대 기술 연구결과가 어느 정도 윤곽을 보일 것으로 판단한다.

스마트농업의 미래인 3세대 기술은 지능형 로봇이 투입된 농장에서 농업인이 컴퓨터나 스마트폰으로 명령을 내리면 다양한 농작업 로봇들이 필요한 재배관리 작업을 하고, 수확로봇이 열매를 따서 운반로봇에 넘겨주게 되면 집하장까지 자동으로 운반해 선별시스템을 통해 농산물이 분류되고 포장돼 배송까지 이뤄지는 것이다.

Q. 로봇과 IT 융복합을 통한 농작업 자동화와 정밀농업기술 현주소는.
A. 농진청 스마트팜개발과에서는 농기계 자율주행 기능을 구현하기 위해 직진 자동조향장치를 개발해 기존의 트랙터나 관리기와 같은 핸들형 농기계에 위성항법 시스템과 전동핸들 등을 추가 장착해 자율적으로 직진하는 동안 작업자가 운전에 신경 쓰지 않고 모판 공급, 작업 확인 등을 할 수 있도록 했다.

이 밖에도 생산량 예측 모니터링 로봇은 인공지능과 영상인식 기술을 통해 토마토의 익은 정도를 판별해 일정 기간 안에 어느 정도 출하량이 가능한지 생산량을 예측할 수 있고, 운반 로봇은 작업자를 따라다니면서 수확물이나 정리된 잔가지 등을 올려놓으면 자율주행해 집하장까지 운반해주는 협동로봇이 있다.

Q. 향후 정밀농업을 위한 연구 방향은.
A. 최종적으로 농가 현장에서 농업인이 편하게 사용할 수 있게 하기 위해서는 연구 개발한 기술이 산업화 단계까지 이어지도록 연구자의 꾸준한 노력이 필요하다. 예를 들어, 현재 실용화 단계에 있는 스마트 로봇방제기의 경우, 기존의 자율주행과 과수인식 기술을 기반으로 하고 있지만, 방제작업 중에 약액이 부족하거나 배터리가 부족할 때 로봇이 스스로 약액 보충이나 배터리 충전 등의 작업을 할 수 있는 수준까지 고도화하는 연구를 진행하고 있다.

Q. 식물공장시스템 기술 연구가 많이 진행되고 있다는데, 농가에 적용 정도는.
A. 100여곳 이상에서 식물공장을 운영하고 있는 것으로 파악된다. 일반적으로는 식물공장 내에 작물재배를 위한 온·습도, 기류 환경, 수경배양액의 공급량·액량 관리, 이산화탄소 농도 등 기존의 수경재배 온실에서 구현되고 있는 기술들에 대해서는 대부분 농가에 적용해 활용할 수 있다. 

Q. 병해충 모니터링 진단기술과 데이터베이스 구축은.
A. 토마토가 병이나 해충에 피해를 입었는지 진단하기 위해 잿빛곰팡이병, 흰가루병 등 5가지의 병해에 대한 인식 정확도를 94.1% 수준으로 높였다. 딸기는 6가지 병해에 대해 92.6%, 파프리카는 5가지 병해에 대해 90.6% 수준의 정확도로 판별이 가능하다. 올해는 참외에 대해서도 병해 진단이 가능하도록 연구할 예정이다.

이 밖에도 로봇이 일정시간에 스스로 온실을 돌아다니며 내부 환경변화와 병 발생 여부를 영상과 센서를 통해 모니터링하고 진단해 병해가 발생한 구역의 위치와 방제에 필요한 정보를 방제로봇에게 전달하는 기술도 개발할 예정이다.

Q. 인공광 스마트온실에서 방풍 수경재배와 대마재배 등 식물공장 핵심 요소기술 개발은.
A. 잎, 줄기 등 지상부의 온습도, 인공광 파장이나 광강도 등 물리적인 환경과 뿌리 부분의 배양액 농도 등 화학적인 환경을 제어하는 기술로 분류할 수 있다. 식물공장에서는 엽채류 이외에도 방풍, 당귀, 대마 등 의료용 소재 작물이나 기능성 작물 등 부가가치가 높은 고품질 작물을 안정적으로 생산하기 위한 기술 연구가 활발히 진행되고 있다.

Q. 농업인 특히 젊은 세대들이 스마트팜에 관심을 가져야 되는 이유는.
A. 앞으로의 농업은 사람이 아니라 자동화 기술을 활용해 무인으로 편하게 농사짓는 방식으로 전환되지 않으면 유지할 수 없게 될지도 모른다. 재배방식이나 기술을 잘 모르는 청년농이나 창업농이라도 컴퓨터와 스마트폰을 능숙하게 다루고 인공지능을 잘 이해해 활용할 수 있는 젊은 세대들이 농업에 관심을 가지고 뛰어든다면 스마트농업은 또 다른 기회로 활용될 수 있을 것이다.