[한국농어촌방송=정양기 기자] 우리나라 농업 부문에도 4차산업혁명의 바람이 거세다. 인공지능(AI)이 농사짓는 시대가 본격화 될 전망이다.

4차산업혁명 기술 융합과 혁신으로 우리 농업의 한계를 극복하고 본격적인 스마트 농업시대를 열어갈 ‘2세대 한국형 스마트팜 기술’ 개발이 완료됐다.

농촌진흥청(청장 라승용)은 15일 농진청 농업공학부에서 이 기술을 시연한다.

이번에 개발된 2세대 스마트팜은 빅데이터와 인공지능을 기반으로 작물의 생산을 최적화하는 시스템으로 세계 최고 기술수준을 자랑하는 네덜란드 프리바 시스템과 경쟁할 수 있는 플랫폼인 것으로 알려져 있으며 현재 토마토를 대상으로 검증하고 있다.

스마트팜은 자동화 설비와 정보통신기술(이하 ICT)을 활용해 시간과 공간의 제약 없이 농사 환경을 관측하고 최적의 상태로 관리하는 과학 기반의 농업 방식을 말한다.

정부가 개발해 온 한국형 스마트팜 모델은 ‘편이성 향상’을 목표로 한 1세대 모델은 지난 2016에 개발됐고, 이번에 개발된 2세대 모델은 ‘생산성 증대’를 목표로 2018년 완료가 목표였으며, 오는 2020년까지 개발될 3세대 모델은 ‘수출형’을 목표로 하고 있다.

그동안 정부는 취약한 우리 농업의 영농 환경을 극복하고 튼튼한 체력을 갖춰 미래산업으로 성장하기 위해 ‘스마트팜 기술 개발과 보급 확산’을 혁신 성장 핵심 선도 과제로 추진해 왔다.

농촌진흥청은 보다 고도화된 스마트팜 기술로 농업을 과학화하고 농업 혁신의 토대를 마련하기 위해 3단계 기술 개발 전략을 추진해 오고 있다.

1세대 스마트팜을 도입한 많은 농가에서는 영농의 편의성 향상뿐만 아니라 생산성을 높이는 데도 큰 효과를 보이고 있다.

그러나 1세대의 경우, 모든 농사 환경을 농업인이 직접 설정하고 조작해야하므로 농사에 대한 지식은 물론, 데이터를 이해하고 분석할 수 있는 ICT 역량도 필요하다.

이에 경험이 적은 젊은 농업인이나 귀농인, 농사 지식은 있지만 ICT가 익숙하지 않은 고령 농업인은 접근이 쉽지 않다는 점이 기술적 한계로 지적돼 왔다.

이번에 개발한 한국형 스마트팜 2세대 기술은 인공지능이 데이터와 영상 정보로 생육을 진단하며 의사결정을 돕는 데 활용할 수 있다.

특히, 인공지능으로 작물의 성장과 생육, 질병 상태를 진단할 뿐만 아니라 인공지능 기반의 음성지원 플랫폼 ‘팜보이스’와 재배 전 과정에서 적합한 의사결정을 지원하는 ‘클라우드 플랫폼’은 농사 경험이 적은 젊은 창농인이나 ICT에 미숙한 고령 농업인에게도 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다.

개발된 시스템은 지속적인 검증과 보완을 통하여 궁극적으로 농업 선진국인 네덜란드의 프리바 시스템(네덜란드 프리바(Priva)사에서 생산하는 세계 최고 수준의 스마트팜 시스템)과 대등한 경쟁력을 갖추고, 나가서는 한국형 농업시스템을 우리와 유사한 농업환경에 있는 세계 여러 나라들이 함께 사용할 수 있는 글로벌 수출형으로 발전시켜 나갈 계획이다.

2세대 한국형 스마트팜은 현재 토마토를 대상으로 기술을 확립해 검증하고 있다.

앞으로 여러 작목에 적용해 국내 농가의 소득을 높이고 생산 기술과 시스템을 수출해 우리 농업과 농업 기술의 국제경쟁력을 높이는 혁신 성장의 동력이 되도록 추진할 계획이다.

정부가 청년 일자리 창출과 소득 주도의 성장을 위해 역점사업으로 추진하고 있는 스마트팜 혁신밸리에 한국형 스마트팜 2세대 기술을 우선 지원해 정책이 성공적인 결실을 맺도록 할 계획이다.

농촌진흥청 국립농업과학원 스마트팜개발과 김상철 과장은 “4차산업혁명 시대를 맞아 더 고도화된 한국형 스마트팜 기술이 마침내 우리 농업의 미래를 바꾸고 국가의 성장 동력으로 자리매김할 것이라 확신한다”며 “앞으로도 한국형 스마트팜 2세대 기술 개발과 보급에 더욱 박차를 가하겠다.”고 말했다.

<연구팀 일문일답> 농진청 국립농업과학원 이현동 연구관

▲현재 스마트팜(1세대) 기술은 어떤 정도이고, 영농현장에서는 어떻게 활용되고 있나 ?

= 1세대 스마트팜에는 생육환경을 측정하는 센서시스템의 데이터를 네트워크로 연결하여 인터넷에만 접속되면 시공간의 제약 없이 원격으로 모니터링하고 제어하는 ‘편의성 제고’수준이다.

2017년말 현재 시설원예 스마트팜은 약 4,010ha(전동화 온실 40%), 축산 스마트 팜은 790호(전업농의 3.4%) 보급되어 있고, 2022년까지 시설원예는 7000ha, 축산은 5,750호 등의 보급, 확산과 함께 적용기술도 단계적으로 고도화해갈 계획이다.

▲2세대 스마트팜과 1세대 스마트팜의 차이점은?

= 원격관제를 통한 작업편의성 향상에 중점을 둔 1세대 스마트팜과는 달리 2세대 스마트팜은 클라우드 기반 인공지능 시스템에서 농장 맞춤형 농사정보를 제공하여, 농사경험이 없는 창농, 귀농인들도 스마트팜 기술을 쉽게 생산성과 소득 향상에 적용할 수 있는 기반을 제공하는 것이다.

▲2세대 스마트팜의 구성과 핵심 기술은?

= 2세대 스마트팜은 1세대 스마트팜 기반위에 클라우드 시스템을 결합하여 고성능의 컴퓨팅 자원이 필요한 영상해석, 데이터의 기계학습, 강화학습, 인공지능 추론을 통해 농사에 필요한 최적 환경 조절, 재배관리 의사결정, 고장예지 및 위험진단 등의 서비스 기능을 수행한다.

핵심기술로는 인공지능을 이용한 작물의 생체정보 계측, 작물의 영양 상태 및 질병진단, 클라우드 기반의 농업정보 처리 인공지능 엔진과 서비스 시스템이라 할 수 있다.

▲2세대 스마트팜의 기술적 완성도는 ?

= 현재 개발된 2세대 스마트팜은 인공지능과 클라우드 기반의 기술개념을 정립하여 플랫폼을 완성하고 토마토를 대상으로 검증 보완 하는 과정에 있다.

앞으로 실증시험과 작목확대 시험을 통해 다양한 작물에 적용하여 국내 농가의 생산성과 소득 향상뿐만 아니라 농업 생산기술과 시스템을 수출해 우리 농업과 농업기술의 국제경쟁력을 높이는 혁신성장의 동력이 되도록 할 계획이다.

▲세계최고 수준의 네덜란드 프리바 시스템과 비교하면 어느 수준인가?

= 네덜란드 프리바 시스템은 대규모 유리온실에 적용할 목적으로 개발된 현재 세계최고 수준의 스마트팜 장비로 안정성이 매우 우수하고 전문가의 지식 DB와 컨설팅에 기반하여 운용된다.(기술수준은 고도화된 1.5세대 시스템이라 할 수 있음)

2세대 한국형 스마트팜은 우리나라 온실의 95%이상을 차지하고 있는 중대형 규모 비닐온실에 적용할 목적으로 개발 되었으며, 클라우드 기반의 기계학습과 인공지능에 의해 운용된다.

단위시스템 당 비용은 프리바 시스템에 비해 약 1/5 수준이며(동일면적 대비 1/2~1/3), 품질과 서비스 안정성의 확보, 다양한 작목에 적응성 등이 앞으로 해결해 가야할 과제다.

▲스마트팜 혁신밸리와 연계 방안은?

= 2세대 한국형 스마트팜 기술은 혁신밸리 실증단지, 산업화 테스트베드, 임대형 창업농장 등에 우선적용이 가능할 것이다.

혁신밸리 실증단지에서는 종합 실증 및 지역 특성화 작목으로 확대 시험실시하고, 산업단지에서는 이전받은 기술의 산업화와 제품 및 서비스 평가를, 임대농장에서는 창농 아이디어에 따라 2세대 요소기술의 선택적 적용을 할 수 있도록 지원한다.

스마트팜 클라우드 시스템, 고성능 계측 및 시험 장비 등 부족한 기반시설은 농진청 보유 R&D 인프라와 연계 지원된다.

▲3세대 한국형 스마트팜 기술은 어떤 것인가?

= 3세대 모델은 편의성을 향상시킨 1세대 모델과 생산성 향상을 위한 2세대 모델을 기반으로 재배와 생산에 소요되는 에너지를 최적화하고, 농업 로봇을 활용한 무인, 자동화 기술을 적용하여 스마트팜 생산 전 과정을 통합 제어하는 모델로 제품과 서비스에 국제규격을 적용함으로 글로벌 시장에서 우리나라가 농업 선진국으로 자리매김하는 디딤돌 역할을 할 것으로 기대된다.