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고령화와 기후변화로 위기를 맞은
농촌의 해법을 찾아보는
JTV 특집 다큐멘터리
‘농촌의 역습, 디지털 농업’입니다.
이 프로그램은
스마트 온실과 스마트 농기계를 활용한
디지털농업을 통해
농촌이 어떤 경쟁력을 갖출 수 있는지
살펴봅니다.
또 한국농업기술진흥원 같은
농업 공공기관의 미래 비전도 들어봅니다.
디지털 농업 주제에 대한 자세한 내용은 여기를 참조하세요.
빅데이터로 알아보는 디지털농업 | 농사로
관련 영상 : 농촌진흥청의 무인자동 제초로봇 시연 #디지털농업 #스마트팜 #데이터농업 #스마트농업 #정밀농업 #적정기술. 디지털농업 관련 동영상 …
Source: www.nongsaro.go.kr
Date Published: 1/1/2022
View: 1525
데이터란 `똑똑한 씨앗` 뿌렸다…`디지털 농업` 꽃이 피었습니다 …
디지털 농업청` 변신에 속도 빅데이터 역량 키우는게 핵심 AI·로봇기술 농업 활용 확대 데이터 기반 스마트팜 기술 우수 농가의 비법 그대로 전수 …
Source: www.mk.co.kr
Date Published: 3/21/2021
View: 6444
디지털농업, 우리 농업의 미래를 책임지다 – 농촌진흥청
디지털농업이란 농업 현장을 데이터로 진단하고 인공지능(AI)으로 처방해 작목 추천, 정밀 재배, 스마트한 유통·관리로 농업 분야의 편리성과 생산성을 구현하는 것을 …
Source: www.rda.go.kr
Date Published: 8/23/2021
View: 8925
제6장 농업의 미래, 디지털농업 – 농업관측센터
4.4. 데이터 활용도 제고를 위한 농업데이터 수집 체계 개선. 4.5. 플랫폼을 통한 데이터 기반 혁신확산 체계 구축. 4.6. 농업인의 디지털 역량 강화 및 디지털농업 …
Source: aglook.krei.re.kr
Date Published: 6/2/2022
View: 9417
〔디지털농업〕 데이터와 인공지능, 영농현장에서 꽃피운다 | 뉴스
빅데이터, 인공지능 등 4차 산업혁명 관련 기술을 한데 모은 디지털 기술이 농업분야에 활용되어 농업생산성을 크게 높일 것으로 보인다.
Source: www.korea.kr
Date Published: 10/21/2022
View: 2629
제6장 농업의 미래, 디지털농업 – 한국농촌경제연구원 : 논문
∙ 디지털농업은 기존의 정밀농업이나 스마트농업보다 생산, 유통, 소비 등 농업활동의 전과정에서 데이터를 적극 활용하며, 활용방식도 수집된 데이터를 인간이 분석· …
Source: www.dbpia.co.kr
Date Published: 2/23/2021
View: 4386
[창간기획] 농촌에 디지털 더해…플랫폼이 데이터 수집, AI가 의사 …
이처럼 디지털농업은 생산, 유통, 소비 등 농업 전 분야의 데이터를 디지털 형식으로 수집, 저장관리, 결합, 분석 및 공유하면서 영농에 대한 의사결정을 …
Source: www.agrinet.co.kr
Date Published: 6/6/2021
View: 3667
디지털농업 발전을 위한 연구반 활동보고
최근의 디지털 전환 패러다임은 우리나라가 농업선진국으로 도약 … 전문가가 참여하는 ‘디지털농업 연구반’을 통해 정책제언 마련.
Source: www.4th-ir.go.kr
Date Published: 12/17/2022
View: 6805
빅데이터와 인공지능 활용..디지털농업 혁명이 시작됐다
농업·농촌 중요성 각인시킬 절호의 기회 지속가능한 미래 주역·식량안보 버팀목 데이터기반의 고효율 디지털 농업 온다 밭농업기계화 최적화 품종 …
Source: www.newsfm.kr
Date Published: 9/6/2021
View: 1476
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주제에 대한 기사 평가 디지털 농업
- Author: JTV뉴스
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- Date Published: 2021. 12. 30.
- Video Url link: https://www.youtube.com/watch?v=MnnW2fUH_RM
데이터란 ‘똑똑한 씨앗’ 뿌렸다…’디지털 농업’ 꽃이 피었습니다 [스페셜 리포트]
농촌진흥청 국립농업과학원이 운영하고 있는 농업유전자원센터에서 연구원들이 최첨단 스마트팜 시설에서 데이터에 기반한 작물 재배에 대한 연구를 진행하고 있다. [사진 제공 = 농촌진흥청]
안정적인 먹거리 공급, 농약·이산화탄소 저감…디지털 농업에 답 있죠
◆ SPECIAL REPORT : 농촌진흥청의변신 ◆익산역에서 자동차로 30분 정도 걸려 도착한 전북 완주군 현가농장. 김대만 대표가 재배면적 850평짜리 비닐온실에서 토마토를 기르는 곳이다. 봄이 되면서 일사량이 늘어나자 토마토가 줄기마다 주렁주렁 달렸다. 작년 8월에 심어 10월 중순부터 수확을 시작했지만 이제부터 수확량이 본격적으로 늘어난다.이 농장에서 수확하는 토마토는 연간 85t이다. 연간 판매금액은 대략 2억원, 순이익은 7000만~8000만원 정도다. 국내 농가 평균소득에 비해 훨씬 많은 편이다. 김 대표가 이처럼 탄탄하게 토마토 농장을 운영하는 비결 중 하나는 바로 데이터 농업을 실천하기 때문이다. 재배 환경을 우수 토마토 농가의 데이터에 그대로 맞추는 게 핵심이다. 온도와 습도, 일사량을 맞추는 것은 기본이고 이산화탄소 농도를 맞추는 데도 심혈을 기울이고 있다. 식물이 광합성을 하려면 이산화탄소가 필요하다. 요즘은 비닐온실이나 유리온실 안에 이산화탄소를 주입해 작물이 잘 자라게 하는 농법이 많이 활용된다. 문제는 이산화탄소 농도를 얼마로 맞춰야 작물에 가장 좋은지를 파악하는 것이 생각보다 쉽지 않다는 점이다. 그래서 김 대표가 선택한 방법은 국내 우수농가의 데이터를 벤치마킹하는 것이었다.그가 실력이 검증된 우수농가의 이산화탄소 농도를 따라 하는 것이 가능했던 것은 농촌진흥청이 운영하고 있는 ‘스마트팜 최적환경설정 서비스’ 덕분이다. 이 사이트에 들어가면 토마토와 딸기, 파프리카 등 시설농업 3대 작목에 대한 재배 데이터를 확인할 수 있다. 품목별 전국 우수농가의 데이터를 자신의 농장에 적용할 수 있는 것이다.김 대표는 “예전에는 온실 내부 이산화탄소 농도를 평균 800PPM 정도로 유지했지만, 우수농가 데이터를 확인해 보니 600PPM으로 오히려 낮다는 사실을 알게 됐다”며 “덕분에 연간 1300만~1400만원 정도 들어가던 이산화탄소 구매 비용이 지금은 1000만원 정도로 줄었다”고 말했다. 그는 “더구나 토마토 생산량이 이전에 비해 15% 정도 늘어나 매출과 순이익을 동시에 늘릴 수 있었다”며 “농진청이 제공하는 데이터 도움을 톡톡히 보고 있다”고 덧붙였다.농촌진흥청이 달라지고 있다. 농업 분야 연구개발(R&D)과 기술 보급, 농촌지도를 핵심 업무로 하는 농진청이 4차 산업혁명 시대를 맞이해 데이터에 기반한 ‘디지털농업청’으로 변신을 시도하고 있다.올해로 창립 60주년을 맞은 농진청은 한국 농업의 발전과 궤를 같이해왔다. 한국 농업의 아버지로 불리는 고(故) 우장춘 박사가 초대 원장을 맡았던 국립원예특작과학원(옛 중앙원예기술원)에 그 뿌리를 두고 있으며, 어렵던 시절 국민들 배고픔을 해결했던 통일벼 품종 개발의 산실이기도 하다.정부 조직이지만 행정 업무를 하는 다른 정부 부처와 달리 연구기관에 더 가깝다. 전체 1900여 직원 중 연구·지도직이 1300여 명이고, 그중에서 박사학위 소지자 750여 명을 포함해 석·박사 인력이 1100여 명에 달한다.이런 농진청이 디지털농업 역량 강화에 본격적으로 나서고 있다. 과거에는 농업 분야에서 디지털 역량을 강화한다고 하면 공학적으로 신기술을 적용하는 것을 많이 생각했다. 첨단 농기계를 개발하거나 작업 자동화율을 높이는 것이 대표적이다. 그러나 4차 산업혁명 시대에 농업 분야에서 디지털 역량을 강화하는 것은 그 개념이 완전히 달라져야 한다고 농진청은 보고 있다.박병홍 농촌진흥청장은 “4차 산업혁명 시대에는 특정 분야만이 아니라 농업 전 분야에서 디지털화가 진전될 수밖에 없다”며 “모든 직원이 자신이 맡은 분야에 디지털을 어떻게 접목해 역량을 강화할 것인지를 생각해야 한다”고 말했다. 박 청장은 “그런 면에서 핵심은 빅데이터 역량을 강화하는 것”이라며 “이를 바탕으로 인공지능(AI)과 로봇기술, 메타버스를 농업에 접목하는 방안을 적극 추진하고 있다”고 강조했다.농진청이 우선적으로 추진하는 일은 데이터에 기반한 스마트팜 기술을 농가에서 바로 적용할 수 있도록 하는 작업이다.방향은 두 갈래로 이뤄지고 있다. 하나는 비닐온실이나 유리온실 등 시설농업에서 활용하는 ‘스마트팜 최적환경제어 시스템’ 개발이고, 다른 하나는 일반 벼농사나 밭농사에서 적용하는 ‘노지 정밀농업시스템’ 개발이다.스마트팜 최적환경제어 시스템은 우수농가의 재배 환경 관련 데이터를 수집해 가공한 뒤 농가들이 알아보기 쉽게 제공하는 방식이다. 농진청이 운영하는 스마트팜 최적환경설정 서비스(smartfarm.rda.go.kr) 사이트에서는 완숙 토마토와 딸기, 파프리카를 대상으로 우수농가 데이터를 공개하고 있다. 온도와 습도, 일사량, 이산화탄소 농도 등 재배 환경 요소는 물론이고 작물의 키나 굵기와 같은 생육정보 관련 데이터를 제공하고 있다. 농가에서는 이 사이트를 통해 재배 단계별로 최적의 환경과 생육 정보를 확인할 수 있어 이에 맞추기만 하면 작물을 성공적으로 재배할 수 있다. 스마트팜에서는 재배 환경을 자동으로 설정할 수 있어 큰 리스크 없이 작물을 재배하는 것이 가능하다.농진청은 이 시스템을 만들기 위해 2017년부터 우수농가를 발굴해 데이터를 수집해왔다. 이를 바탕으로 2019년 최적환경제어 모델을 개발했고 작년까지 2년간 농가들에 직접 적용하며 현장 실증까지 마쳤다.이혜림 농업연구사는 “예컨대 호냉성 작물인 딸기의 경우 우수농가들이 일반 농가들에 비해 온실 내 기온을 0.5도 정도 낮게 유지하는 것으로 나타났다”며 “우수농가 데이터에 잘 맞춘 농가일수록 생산성과 수익성이 좋은 것으로 나타났다”고 말했다.생육 정보도 유용하게 활용된다. 이 연구사는 “우수 딸기 농가들은 잎을 6~7장이 넘지 않게 유지하고 있었다”며 “이런 정보를 바탕으로 딸기 잎 숫자를 잘 관리한 농가들에서는 생산성 향상 효과가 뚜렷했다”고 전했다.노지 정밀농업 시스템은 현재 콩과 옥수수, 감자, 고구마, 땅콩, 양파, 무, 배추, 상추, 사과 등 10개 작물에 대해 농장과 필지 단위로 작물별, 생육단계별 물관리 최적화 방안을 제안해 주고 있다. 또한 토양의 양분 상태에 따라 비료를 어떻게 사용하면 좋을지에 대한 처방서도 발급해준다.농진청은 자체적으로 수집한 데이터의 민간 개방을 확대해 나가는 데 심혈을 기울이고 있다. 데이터를 직접 가공·분석해 농가에서 쓸 수 있도록 제공하는 일도 중요하지만, 민간에 개방함으로써 훨씬 더 다양한 활용이 가능하다는 판단 때문이다. 대표적으로 공공데이터포털(data.go.kr)을 통해 농업 분야 219개 공공 데이터를 개방하고 있다. 이 사이트에 접속하면 누구나 필요한 데이터를 내려받아 사용할 수 있다. 누구나 응용 프로그램 개발이 가능하도록 오픈 API(Application Program Interface) 형태로 데이터를 사용하는 것도 가능하다.최근에는 농업 분야 스타트업들이 농진청에서 제공하는 데이터를 적극 활용해 새로운 서비스를 만들어내는 것에 적극적이다. 대표적인 곳이 디지털농업 플랫폼 운영 기업인 그린랩스다. 현재 농진청이 제공하는 농업 기상정보와 토양 관련 데이터를 활용하고 있는 그린랩스는 추가적인 데이터 협력을 추진하고 있다. 최종 목표는 농진청과 소속기관, 지역별 농업기술원 등이 제공하는 모든 데이터를 자유롭게 활용할 수 있도록 하는 것이다. 성제훈 디지털농업추진단장은 “농업 데이터를 민간에서 가공해 새로운 서비스나 비즈니스를 창출하면 농업계 발전에 도움이 되는 것은 물론 고용 증대 등 경제 활성화에도 기여할 것으로 기대하고 있다”고 말했다.농협과의 데이터 협력도 이뤄지고 있다. 농협 조합원들이 사용하는 모바일 애플리케이션(앱) 서비스인 ‘NH오늘농사’에서는 스마트팜 우수농가 데이터 조회를 바로 할 수 있다. 또한 과수 화상병과 같은 병충해 위험도 예측 정보나 날씨 정보, 농축산물 도매시장 경락가격 정보 등이 앱을 통해 제공된다. 이 밖에도 테크넬(토양 양분 현장진단)과 지농(노지·시설 스마트농업 통합관제플랫폼), 진앱스(한우 농가 맞춤형 사양 솔루션), 아이들(경작지 토양정보서비스) 등의 기업이 농진청에서 제공하는 데이터를 기반으로 서비스를 개발해 수익을 창출하고 있다.특히 인공지능(AI)도 적극 활용한다는 방침이다. 딥러닝 기술을 활용해 영상 데이터로 병해충을 조기 판별하는 서비스 도입을 추진하고 있는 게 대표적이다. 최종적으로는 스마트 온실에서 AI에 기반한 무인방제와 생리장해 진단이 가능하도록 한다는 방침이다.농진청은 스마트팜에 메타버스를 접목해 새로운 서비스를 만들어 내기 위한 노력에도 힘을 기울이고 있다. 가상의 공간에 구현한 스마트팜인 이른바 ‘메타팜’ 서비스를 준비하고 있다.메타팜의 장점은 스마트팜을 운영하는 농민이 재배 환경이나 생육 정보를 미리 입력해봄으로써 향후 작황이 어떻게 될 것인지를 삼차원(3D)으로 확인할 수 있다는 점이다. 현재 1차적으로 구현된 메타팜은 전남 고흥의 완숙 토마토 우수농가가 모델이다. 이 농가가 현재 설정해 놓은 온실 내 온도와 습도, 이산화탄소 농도 등을 기준으로 값의 변화를 줬을 때 재배 초기와 중기, 후기에 토마토가 어떻게 재배될 것인지를 입체 영상으로 미리 확인할 수 있도록 하는 방식이다.메타팜 개발을 담당한 최현진 농업연구사는 “디지털 트윈 방식으로 구현된 메타팜 농가 숫자가 늘어나면 늘어날수록 활용도가 커질 것”이라며 “귀농이나 청년농처럼 농업에 경험이 적은 농가에서 작황을 예측해 볼 수 있다는 점에서 시행착오를 줄이는 데 많은 도움이 될 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 최 연구사는 “입체감뿐만 아니라 소리와 향기까지 함께 경험할 수 있는 4D 방식의 메타팜도 실용화할 계획”이라고 덧붙였다.”안정적인 먹거리 생산과 탄소 저감을 위해서도 디지털농업은 이제 선택이 아니라 필수입니다.”박병홍 농촌진흥청장(55)은 “기존 방식대로 농사를 짓는 관행농업으로는 농약 사용량과 이산화탄소 발생량을 줄이는 데 한계가 있다”며 이같이 밝혔다.우리나라는 농지 단위면적당 농약 사용량이 경제협력개발기구(OECD) 국가 중에서 1위를 차지할 정도로 토양 오염이 심각한 문제로 대두되고 있다. 또한 탄소제로 정책에 따라 농축수산 분야에서 2050년까지 이산화탄소 배출량을 2018년 대비 37.7% 감축해야 한다. 이런 도전에 대응하려면 디지털농업에서 해답을 찾아야 한다는 게 박 청장의 생각이다.박 청장은 “우리나라가 농약 사용량이 많은 것은 여름철 고온과 긴 장마 등 영향으로 병해충이 많이 발생하는 악조건을 극복하기 위한 측면이 강하다”며 “스마트팜 시설농업과 노지 정밀농업을 통해 꼭 필요한 만큼만 농약을 사용할 수 있다면 안전한 먹거리 생산에 도움이 될 것”이라고 말했다. 그는 “시간이 지날수록 기후변화에 따른 기상이변이 더 자주 발생할 가능성이 높은 만큼 관행농업으로는 농약 사용량을 줄이기 어렵다”며 “이에 비해 자율주행이 가능한 스마트 로봇방제기는 라이다를 통해 작물의 잎을 정확하게 인식하기 때문에 꼭 필요한 곳에만 농약을 살포할 수 있어 일반적인 방제에 비해 농약 사용량을 40%까지 줄일 수 있다”고 소개했다. 박 청장은 또한 “벼농사에도 노지 정밀농업을 적용하면 물 사용량을 최적화할 수 있어 고인 물에서 발생하는 메탄 등과 같은 온실가스 배출을 줄일 수 있다”고 말했다.이뿐만 아니라 농가 인구 감소와 고령화 심화라는 농업계 현안을 해결하기 위해서도 디지털농업으로의 전환이 필요하다고 박 청장은 강조했다. 그는 “농촌에서는 고령화가 진전되고 농가 인구가 빠르게 감소하면서 노동력 부족 문제가 심각하다”며 “디지털농업을 통해 농작업의 자동화율을 높이지 않고는 농업·농촌의 지속가능성을 유지하기 어렵다”고 지적했다.또한 “코로나19 같은 팬데믹(대유행)이나 러시아의 우크라이나 침공 등 여파로 국제 곡물시장이 불안정해지는 일이 언제든 나타날 수 있다”며 “안정적인 먹거리 공급을 위한 농업 생산성 향상을 위해서도 디지털농업이 꼭 필요하다”고 그는 강조했다.박 청장은 디지털농업을 위해서는 농진청 직원들의 디지털 마인드 함양이 무엇보다 중요하다고 보고 있다. 그는 “농진청은 2020년 10월 디지털농업추진단을 신설한 데 이어 단장에게 청 내에서 생산되는 모든 데이터를 총괄하는 CDO(Chief Data Officer) 역할을 맡기고 있다”며 “청 내 모든 조직에서 디지털농업을 어떻게 추진해 나가는지 정기적으로 체크하고 있다”고 소개했다. 그는 “또한 AI 아카데미나 데이터 품질관리 교육 과정 등에 직원들을 참여시켜 내부 전문가 육성에도 노력을 기울이고 있다”고 덧붙였다.박 청장은 디지털농업 정착을 위해 데이터에 대한 관리 역량을 직원 성과 평가에 반영하는 방안도 추진하고 있다고 소개했다. 그는 “내외부에서 공유할 고품질의 데이터를 만든 직원에게는 디지털농업에 대한 기여를 인정해 성과 평가에 반영할 것”이라며 “직원들이 자발적으로 디지털 전환을 위해 노력하는 분위기를 만들겠다”고 말했다.[정혁훈 농업전문기자][ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]
그린매거진
디지털농업이란 농업 현장을 데이터로 진단하고 인공지능(AI)으로 처방해 작목 추천, 정밀 재배, 스마트한 유통·관리로 농업 분야의 편리성과 생산성을 구현하는 것을 뜻한다. 디지털농업추진단은 농가인구가 감소하고 고령화가 심화되는 상황에서 기존 시설농업을 중심으로 개발했던 디지털농업을 노지분야로 확대하는 것을 목표로 하고 있다.
“현재 농촌은 농가인구가 감소하고 고령화가 심화되는 상황입니다. 그동안은 시설원예와 축산 중심으로 스마트팜이 개발·보급된 측면이 있습니다. 하지만 이제는 디지털농업을 노지분야로 확대해 신규 농업인의 진입장벽은 낮추고 수익성과 편리성은 강화해 청년이 돌아오는 지속가능한 농업·농촌을 만들어나가는 데 집중할 계획입니다.”
디지털농업추진단은 데이터 기반의 디지털농업을 노지와 시설농업의 생산·유통·소비 등 전 과정에서 활용할 계획이다. 이를 위해 시급성과 실현 가능성, 파급성 등을 감안해 단기, 중기, 장기 과제를 선정·추진해 나가고 있으며, 먼저 기후와 인구구조의 변화와 소비트렌드를 분석해 공급과잉 작목을 대체하는 유망작목을 발굴할 예정이다.
“유망작목 발굴은 곧 기상과 토양 적지와 연계되어 있습니다. 기후변화 때문에 많은 작물들이 영향을 받고 있는데요. 사과의 경우 기온이 올라가면서 재배지가 점점 북상하고 있습니다. 그렇다면 기존의 사과 재배지에는 무엇을 심을 것인가가 숙제인데요. 기온이 올라가면 아열대 작물을 심어야 하는데, 또 일률적으로 적용할 수는 없습니다. 그래서 기상과 토양을 분석해서 유망작목을 발굴하고 적지에 심어 재배하는 것이 중요합니다. 이러한 유망작목 발굴 등은 인공지능 기술을 활용할 예정입니다.”
인공지능 기술을 활용하는 데 필요한 것은 데이터다. 그동안 농촌진흥청은 몇 십 년 동안 자체 수집해온 토양, 기상 데이터를 비롯해 영농·연구현장에서 현장실증을 추진해 온도, 습도, 일사량, 토양수분데이터, 지온 등을 센서로 수집할 계획이다. 센서를 컨트롤하는 것에 따라 초, 분 단위로 실시간 데이터 수집이 가능하기 때문에 향후 유망작목을 발굴할 때 유의미한 역할을 할 것으로 기대하고 있다.
〔디지털농업〕 데이터와 인공지능, 영농현장에서 꽃피운다
□ 빅데이터, 인공지능 등 4차 산업혁명 관련 기술을 한데 모은 디지털 기술이 농업분야에 활용되어 농업생산성을 크게 높일 것으로 보인다.
○ 농촌진흥청(청장 박병홍)은 디지털 농업을 조기에 농업 현장에서 구현하기 위해 10대 핵심 추진과제를 선정하였다고 밝혔다.
□ 디지털 기술은 사회·경제 전 분야에서 디지털 전환을 촉진하고 있다. 선진 농업국가는 농업 전반에 빅데이터를 활용하고 있고, 이를 통해 비약적인 경제발전과 농업혁신을 도모하고 있다.
○ 반면, 우리나라는 정부의 디지털 전환 촉진에도 불구하고 일부 온실에 사물인터넷이 운용되는 등 데이터가 제한적으로 활용되고 있다.
□ 농촌진흥청은 2021년 3월에 데이터를 기반으로 과학영농을 실현하여 지속가능한 농업을 구현하기 위한 ‘디지털농업 촉진 기본계획’을 발표하여 추진하고 있다.
○ 농업의 디지털 전환을 앞당기기 위해 데이터와 인공지능 기술을 농업 분야에 활용하는 10대 핵심과제를 선정하여 농업 분야 혁신을 선도하겠다고 밝혔다.
□ 농촌진흥청이 디지털 농업을 선도하기 위하여 선정한 10대 핵심과제는 다음과 같다.
① 시설원예 스마트팜의 환경, 생육, 경영데이터를 분석하여 인공지능이 스스로 최적의 환경을 제어하는 ‘스마트팜 최적환경제어 시스템’ 고도화
② 노지농업 작물별·생육단계별 최적 물관리와 토양 양분상태에 따라 비료 사용법을 추천하는 ‘노지 정밀농업 시스템’ 개발
③ 자율주행 벼 이앙기와 트랙터 등 ‘자율주행 농기계’ 개발과 노동력이 많이 드는 잡초 제거, 수확 및 운반, 방제, 가축분뇨 처리를 대신해 주는 ‘농업용 로봇’ 개발·상용화
④ 기상, 토양 데이터와 농장 주변의 지형정보 등을 이용하여, 읍․면 단위로 발표되는 기상청의 기상예보를 농장 단위로 세분화하여 알려주는 ‘농업기상 예보 및 기상재해 조기경보 서비스’ 확대
⑤ 영상데이터를 활용한 딥러닝 기술로 병해충과 생리장해를 조기에 진단하여 무인 방제를 가능하게 하는 ‘인공지능 병해충 진단 서비스’ 보급
⑥ 가축의 활동성을 분석하여 실시간으로 질병을 예찰하고, 발정, 임신 등 번식 시기를 예측하여 개체별 정밀 관리가 가능한 ‘가축관리 및 질병 조기탐지 서비스’ 실용화
⑦ 표현체와 유전체 등 다중 오믹스 정보를 분석하여 우수계통을 효율적으로 선발하는 ‘디지털 육종시스템’ 구축
⑧ 농가의 경영상태를 진단하여 맞춤형으로 처방하고, 데이터에 기반한 상품 출하 전략을 짜서 수익성을 높일 수 있는 ‘데이터 기반 농업경영 진단 서비스’ 구현
⑨ 데이터 기반으로 농촌공간 재생 계획을 설계하고, 공유경제 플랫폼을 기반으로 유휴공간을 활용하는 ‘디지털기반 농촌공간 재생 모델’ 개발
⑩ 농사를 지으면서 궁금한 점이나 애로사항을 해결하는 대화형 상담을 위한 ‘농업기술 안내 챗봇 서비스’ 개발
□ 10대 핵심과제를 성공적으로 수행하기 위해서는 ①빅데이터, ②인공지능, ③로봇/자율주행, ④드론/위성, ⑤ 메타버스/디지털 트윈 등이 필요하다.
□ 빅데이터 분야는 데이터 수집과 개방에 중점을 둘 계획이다.
○ 농촌진흥청은 토양정보 등 219개의 공공데이터를 개방하고 있다.
– 올해는 과수 생육품질 데이터 등 21개를 추가하여 총 240개의 공공데이터를 개방할 계획이다.
○ 연구 과정 중에 생산되는 연구 데이터도 공유·개방하여 데이터 연구를 활성화 한다.
– 올해, 슈퍼컴퓨터를 추가 도입하여 빅데이터 분석기능을 강화할 계획이며, 대학 등의 연구자들에게도 개방할 예정이다.
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인공지능 분야는 데이터 활용과 저변확대를 추진한다.
○ 작물재배, 병해충, 농업경영 등 다양한 분야의 인공지능 전문인력을 육성하고 있으며, 인공지능 전문기업과의 협력도 추진한다.
○ 농촌진흥청이 개방한 데이터를 활용한 인공지능 농사짓기 경진대회도 개최한다.
□ 로봇/자율주행 분야는 농업노동력을 대체할 수 있는 로봇 개발을 중점 추진한다.
○ 자율주행 벼 이앙기 보급을 확대하고, 자율주행 트랙터도 상용화를 추진한다.
– 현재 수확 및 운반 로봇, 과수원 농약방제 로봇, 제초 로봇, 가축분뇨 청소 로봇 등을 개발하고 있다.
○ 농업용 로봇의 활성화를 위해 농업용 로봇 경진대회도 개최한다.
□ 드론/위성 분야는 농작업에 드는 노동력을 절감하고 농업 생산성의 혁신적 개선을 위해 농업 전 분야에 걸쳐 드론을 활용할 수 있는 기술 개발 및 제도 개선을 추진한다.
○ 주요 작물에 대하여 씨뿌리기, 비료주기, 농약치기 등에 활용할 수 있는 드론 부착용 농작업기 개발도 중점 추진한다.
○ 드론에서 촬영한 영상을 판독하여 작물의 생육상황 진단 및 수확량 예측기술을 개발하고, 이를 토대로 트랙터와 같은 지상 농기계와 연계하여 정밀한 농작업이 가능한 시스템으로 발전시킬 계획이다.
○ 2025년에 발사 예정인 농업용 중형위성 탑재체 개발도 진행 중이다.
– 농업용 위성 발사에 맞춰 위성영상을 활용한 국내·외 작황 진단 기술도 개발하고 있다.
○ 현장에서 드론을 활용할 때 장애요인들에 대해 대응하기 위해 제도 개선, 교육훈련 강화 등 관련 산업생태계에 대한 지원정책도 병행 추진할 계획이다.
□ 메타버스/디지털 트윈 분야는 농업에 적용 가능한 소재를 적극 발굴하여 추진할 계획이다.
○ 현실 세계 스마트팜 농장의 데이터를 이용하여 3차원 가상공간에서 토마토를 재배해 볼 수 있는 스마트팜 시뮬레이터를 개발하고 있다.
○ 농촌에 직접 방문하지 않고도 VR 디바이스를 이용하여 가상 치유농장에서 치유 프로그램을 체험할 수 있다.
○ 트랙터 시뮬레이터를 이용하면 농기계 운전을 배우거나 농기계 자가 수리도 쉽게 가능하다.
○ 현실과 가상공간을 연계하여 농산물 판매에 이용할 수도 있다.
□ 농촌진흥청은 10대 핵심과제 등 디지털농업 기술 개발 및 보급을 위해 올해에 878억을 투자할 계획이다.
□ 박병홍 농촌진흥청장은 “4차 산업혁명 흐름은 거부할 수 없는 현실” 이라면서, “농업분야에 4차 산업혁명 기술을 적극 도입하여 지속가능한 농업을 구현하고, 많은 청년농업인이 정착하는 농촌을 구현하는데 농촌진흥청이 앞장서겠다”라며, “디지털 농업기술 개발 및 서비스 확충을 위해 관련분야 우수한 연구인력 양성에도 최선을 다하겠다”고 힘주어 말했다.
[문의] 농촌진흥청 디지털농업추진단 부단장 신재훈, 강석원 팀장 063-238-0850
제6장 농업의 미래, 디지털농업
1) 디지털 시대와 디지털 뉴딜
∙ 데이터는 4차 산업혁명 시대 혁신성장을 견인하는 핵심 요소로 4차 산업혁명 시대 데이터가 모든 산업의 발전과 새로운 부가가치 창출의 촉매 역할을 하는 데이터 경제(Data Economy)로 전환 중이다. IoT·센서 등을 통해 생성되는 대량의 데이터가 자본, 노동, 토지와 같은 기존 생산요소을 능가하여 경제·산업 발전을 견인하는 중요한 생산요소로 작용할 것으로 전망된다.
∙ 디지털 전환은 D(Data)·N(Network)·A(AI)와의 융합을 바탕으로 국가·산업의 혁신을 견인하고 경쟁력을 결정짓는 핵심요소로 자리매김하고 있으며, 주요국은 데이터 경제, 디지털 전환의 급속한 진전에 대응하고 혁신성장과 국민 삶의 질 향상을 동시에 실현하기 위한 데이터 산업 활성화 전략을 수립하여 추진 중이다.
∙ 2020년 7월 문재인 정부는 포스트 코로나 시대의 혁신성장을 위한 대규모 국가 프로젝트로서 ‘한국판 뉴딜’을 발표하였다. 특히, 한국판 뉴딜의 두 개의 축 중 하나인 ‘디지털 뉴딜’은 국가경쟁력을 결정짓는 핵심요소이자 COVID-19로 인하여 가속화되고 있는 디지털 전환에 대응하고, 더 나아가 이러한 변화를 선도해 나아가기 위한 대규모 투자이다.
2) 디지털농업과 기대효과
∙ 디지털농업은 기존의 정밀농업이나 스마트농업보다 생산, 유통, 소비 등 농업활동의 전과정에서 데이터를 적극 활용하며, 활용방식도 수집된 데이터를 인간이 분석·모델화하여 작업을 자동화하는 것에서 수집된 빅데이터를 사람이 아닌 AI가 분석하여 의사결정을 내리는 방식으로 변화한다. 다시말해, IoT, 센서 등에서 생산되는 생산데이터, 유통데이터와 소비데이터가 농업데이터 플랫폼으로 수집되고, 플랫폼 상에서 AI 등이 데이터를 분석하여 도출된 최적의 의사결정이 다시 현장으로 적용된다.
∙ 따라서, 디지털농업은 단순히 농업생산의 생산성 증대만을 목표로 하는 것이 아니라 생산-유통-소비의 농업의 전 과정의 효율성·효과성 증대 및 자원사용의 최적화, 환경성 증대 등을 함께 이룰 수 있을 것으로 기대된다.
3) 데이터 기반 디지털농업 활성화를 위한 정책과제
∙ 민간중심의 디지털농업 활성화를 위해서는 농산업기업의 참여 유도가 필요하다. 이를 위해 민간주체들의 참여와 혁신활동을 지원할 수 있는 환경조성이 필요하다. 다시말해, 민간주체가 혁신활동을 할 수 있는 환경을 조성하는 것이 공공부문의 주요 역할이 되어야 한다.
∙ 디지털농업 활성화를 위해서 관련 R&D와 함께 R&D 성과의 사업화가 필수적이며, 디지털농업 R&D 사업화를 통한 혁신성장을 이루기 위해서 기술금융을 활성화하는 것이 필요하다.
∙ 스마트농업, 디지털농업이 확산되고 농업부문도 관련 데이터 활용이 다양한 방법으로 시도되고 있으나, 이와 관련한 중장기 계획이나 법, 거버넌스는 아직 체계적으로 수립되지 못하고 있다. 따라서, 관련 법률 정립과 기본계획 수립이 필요하며, 이를 담당할 주관부서를 명확히 하고 관련 거버넌스를 구축해야 한다.
∙ 데이터 활용도 제고를 위해 농업데이터 수집체계가 개선되어야 한다. 현재는 스마트팜에서 수집되는 데이터의 품질과 데이터 수집 체계가 ICT 기기별 상이하여 일괄적인 수집과 활용이 어려운 실정이다. 데이터 수집 및 활용목적을 고려한 “데이터 셋(input-환경-output)”을 구성하여, 개별 데이터가 아닌 농가단위 데이터 셋을 수집하여 데이터 활용도를 제고할 필요가 있다.
∙ 농가에서 생산된 생산데이터와 유통, 소비단계에서 발생한 데이터, 공공데이터를 수집하고 분석·가공하여 관련 주체에게 제공할 수 있는 데이터 플랫폼 및 데이터 플랫폼 기반의 성과확산 체계 구축이 필요하다.
∙ 농업부문의 ICT 융복합, 스마트화, 디지털화, 데이터 활용이 지속적으로 강화됨에 따라 농업인이 해당 기술들을 이해하고 활용할 수 있는 디지털 역량이 중요해지고 있으며, 스마트팜 운영을 지원하고 스마트팜 전후방 산업에서 활약할 수 있는 전문인력 육성 또한 시급한 과제이다.
[창간기획] 농촌에 디지털 더해…플랫폼이 데이터 수집, AI가 의사결정
[한국농어민신문 서상현 기자]디지털기술을 활용해 기후변화와 식량 문제, 지역소멸과 같은 농업·농촌 현안에 대응하는 디지털전환(Digital Transformation)이 확산되고 있다. 빅데이터와 인공지능(AI), 자동화, 무인화 등에 기반한 디지털농업은 생산성과 편의성, 농업의 지속가능성을 높이고, 자원의 효율적 사용을 통해 탄소중립에도 기여할 수 있다. 농업에 대한 진입장벽을 낮추고 수익성, 편리성을 강화해 청년이 돌아오는 농업을 만드는 디딤돌 역할도 기대된다. 다만, 디지털농업기술의 확산을 위해서는 제품에 대한 사용안정성 및 성능 확보, 경영측면의 타당성 확보와 정책 지원 등 따져볼 조건도 많다는 지적이다.
#디지털농업이란?
AI가 재배시기·생육환경 제시
경제성·효율성·환경성 등 우수
농업의 지속가능성 더 높아져
농촌진흥청의 분석에 따르면 토마토의 경우 상위 20% 농가의 생산량은 3.3㎡당 122.8㎏인 반면 하위 20%는 52.3㎏로 큰 차이가 있다. 기술수준에 따라 농가 간 생산량 차이가 나는 것인데, 이를 극복할 수 있는 것이 디지털농업기술이다. 인공지능이 농가에서 수집한 온실 환경 데이터와 작물생육 데이터를 분석한 후 재배시기와 생육상황에 맞는 환경설정을 제시해줄 수 있는 것이다. 이처럼 디지털농업은 생산, 유통, 소비 등 농업 전 분야의 데이터를 디지털 형식으로 수집, 저장관리, 결합, 분석 및 공유하면서 영농에 대한 의사결정을 지원하고, 가치를 창출하는 농업이다. 농업인의 경험과 직관에 의한 의사결정을 딥러닝(심화학습)과 인공지능 기술이 대체하는 것이다. 첨단농업기술이 발전 추세에 대해 성제훈 농촌진흥청 디지털농업추진단장은 “정밀농업의 경우 생산단계에서 센서, GPS, 드론, 영상판독 등의 기술을 적용해 자원의 최적화, 환경부담 최소화, 비용절감을 통한 경제성을 추구했다”면서 “여기서 발전한 스마트농업은 사물인터넷, 인공지능, 클라우드, 빅데이터를 활용해 생산성과 소득을 증대하고, 영농효율화를 도모하는 농업”이라고 설명한다. 또, 스마트농업과 디지털농업은 기술의 적용범위가 생산, 유통, 소비, 전후방산업 등 농업활동 전반이란 것은 비슷하다. 그렇지만 디지털농업은 정밀농업이나 스마트농업과 비교해 데이터를 보다 적극적으로 활용한다. 또한, 수집된 데이터를 사람이 분석해 해결책을 제시하는 것에서 인공지능에 의한 방식으로 진화하고 있다. 즉, 플랫폼으로 농업데이터가 수집되고, 플랫폼 상에서 인공지능이 데이터를 분석해 의사를 결정을 지원해주는 것이다. 따라서 성제훈 단장은 “디지털농업은 단순히 농업의 생산성 증대만을 목표로 하는 것이 아니다”면서 “농업 전 과정에 있어 효율성과 효과성 증대, 자원사용의 최적화 및 환경성 증대 등을 통해 농업의 지속가능성을 높여주는 농업”이라고 해석한다.
#빅데이터+AI 활용, 생산성 대폭 증대
농진청, 우수농가 데이터 수집
스마트팜 최적 환경설정 안내
생장 길이·온도 등 비교 가능
농가 “수확량·수익 향상” 호평
농업현장에서 활용되는 대표적 디지털농업기술은 농촌진흥청이 제공하고 있는 스마트팜 최적 환경설정 안내서비스(http://smartfarm.rda.go.kr)다. 우수농가의 데이터를 수집하고 인공지능이 빅데이터를 분석해 재배시기에 맞게 일사량이나 생육상태별 최적의 환경설정값을 제시하는 서비스다. 현재는 토마토, 딸기, 파프리카 재배하는 스마트팜에서 온실의 환경, 생육, 생산량 등의 데이터를 수집, 분석한 정보를 컴퓨터나 이동통신으로 제공한다. 이런 플랫폼을 통해 자신의 농장과 우수농가의 온실 환경, 생육, 생산량을 비교할 수 있기 때문에 농가소득 향상에 큰 도움이 된다.
전북 완주군 삼례읍에서 완숙토마토를 재배하는 현가농장 김대만(45) 대표는 “플랫폼에 들어가면 누적일사량, 3.3㎡기준 생산량, 생장 길이, 줄기 굵기, 화방높이, 일평균 온도와 습도, 잔존 이산화탄소량, 급액량 등 생육단계별 환경설정값을 비교해볼 수 있다”면서 “생산량이 높은 농장의 환경설정값을 응용하면서 수확량과 품질이 크게 좋아졌다”고 전한다.
현가농장은 2805㎡(850평) 규모의 스마트팜 온실에서 코코피트 배지를 활용해 완숙토마토인 ‘데이로스’ 품종을 재배한다. 연간 생산량은 85톤 내외인데, 스마트팜 최적 환경설정 안내서비스를 이용하면서 생산량이 13.7% 정도가 증가했다. 또한 익산공영도매시장과 인터넷 직거래를 통해 판매하는데, 10a당 매출은 약7059만원에서 약8625만원으로 늘었다. 이런 성과에 대해 성제훈 단장은 “스마트팜을 도입한 농가들은 온실의 내부 환경을 통제할 수 있으므로 재배시기와 생육상황에 맞는 환경설정값 관리가 수익을 좌우할 수 있다”고 설명한다.
생산비를 줄이는데 큰 도움이 되는데, 이산화탄소 사용량의 경우 40% 가까이를 절감했다. 8월에 정식하고, 10월 중순부터 다음해 6월까지 수확하는 현가농장의 이산화탄소 사용량은 1개월에 5~7.5톤, 한 작기에는 35톤 가량이다. 김대만 대표는 “광합성 재료인 이산화탄소의 경우 실시간 공급량을 1000ppm으로 설정해뒀었는데, 최적 환경설정 안내서비스를 이용하면서 600ppm으로 낮췄다”면서 “이산화탄소를 많이 주면 광합성이 활발해지는 줄 알고, 필요 이상으로 공급해왔던 것”이라고 전한다.
김대만 대표가 온실을 준공한 것은 2019년 5월이다. 그리고 전북농업기술원의 권유로 2020년과 2021년에 농촌진흥청의 ‘스마트팜 생산성 향상 모델 현장실증 고도화 연구’에 참여해 농장의 데이터를 제공하면서 최적 환경설정 안내서비스를 접하게 됐다. 김대만 대표는 “30세에 가업을 잇기 위해 고향으로 돌아와 수박, 감자 등의 농사를 짓다가 시설원예현대화사업을 지원받아 완숙토마토를 재배하게 됐다”면서 “스마트팜은 편리한 반면 투자비용이 많이 들어가기 때문에 품질과 생산성을 높이는 것이 중요한데, 최적 환경설정 안내서비스에서 실시간으로 제공하는 정보가 생산성 향상에 큰 도움이 된다”고 전한다.
#노지작물에도 디지털기술 접목 활발
드론 볍씨 살포·원격 물꼬제어
직진자율주행 농기계도 나와
노동력 줄고 탄소중립 기여도
시설농업을 중심으로 추진돼온 디지털농업이 최근에는 국내 농업의 대부분을 차지하는 노지 분야로 확산되면서 실용화를 앞둔 기술이 속속 개발되고 있다. 벼의 경우 드론이나 자율주행 등 편리성을 높이는 자동화 기술이 개발되면서 2021년에는 전북 김제의 농가에서 벼 디지털농업 현장실증이 진행됐다. 여기서는 드론으로 균일하게 볍씨를 살포하는 파종기, 자율비행 및 비산 저감용 인공지능 노즐을 적용해 비산을 30% 이상 저감하는 기술의 실증이 추진됐다. 또, 직진자율주행 승용이앙기가 소개됐는데, 2인 작업체제를 1인 작업체제로 전환해 노동력과 인건비를 줄여준다. 아울러, 실시간 물 관리를 위해 원격으로 물꼬를 제어하면서 노동력과 관수량을 절감하고, 얕은 물대기로 메탄발생을 저감하는 기술도 선보였다. 논 수위를 실시간으로 모니터링하고, 목표 수위를 기준으로 수문 개폐를 자동으로 제어할 수 있는 디지털 영상물꼬 장치다. 실용화단계는 아니지만 저탄소 물 관리 방법으로 주목받는 기술이다. 이에 농진청은 2021년에 전국 9개 지역에 영상물꼬를 설치해 저탄소 감축사업 증빙을 위한 시범사업을 진행한 바 있다. 또한 2022년에는 외래품종 대체 최고품질 벼 생산단지 19곳에서 영상분석을 통한 논물수위 측정과 물높이 관리, 생육환경 진단 및 탄소배출량 측정과 분석 등의 실증연구를 진행한다. 상완규 국립식량과학원 작물재배생리과 농업연구사는 “중간물떼기, 얕게 걸러대기와 같이 빈번하게 논물 수위를 관리해야하는 저탄소 물 관리에 적용할 경우 생력화 측면에서 큰 도움이 될 것”이라면서 “디지털농업과 관련된 기술의 발전이 탄소중립 시대에는 기회요인이 될 수 있다”고 설명한다.
노지 디지털농업기술과 관련, 밀과 콩의 경우 생산성 향상을 목적으로 빅 데이터를 이용한 물 관리 등 지능화 기술이 개발되고 있다. 또한 노지채소의 경우 위성과 드론을 활용한 재배면적 추정과 작황예측 등 품질 향상과 수급 안정을 지원하기 위한 기술이 개발되고 있다.
#성제훈 단장이 말하는 디지털농업기술 상용화 조건
“투자비용대비 생산성·경제성 갖춰야”
책임규명·보상 기준 마련을
우수기술 후속연구 지원 제안
네덜란드, 미국, 일본 등은 데이터의 관리와 분석, 활용을 종합적으로 지원하면서 농업의 디지털 혁신을 가속화하고 있다. 세계적인 농업기업들도 영농정보를 수집, 분석, 계량화한 빅데이터를 활용해 생산성과 수익성을 높일 수 있는 처방식 재배방법을 제공하는 회사로 변신 중이다. 우리나라도 빅 데이터와 인공지능 기술을 활용하면서 현장농민들이 활용할 수 있는 맞춤형 기술을 개발, 확산시켜나가는 것이 중요한 것이다. 성제훈 단장은 “우리나라는 농가인구 감소와 농촌 고령화로 노동집약적인 관행농업이 한계에 직면하고, 급속한 기후변화로 농업생산이 흔들리고 있다”면서 “이런 상황에 대응해 농업의 전 과정을 디지털화하고 최적의 의사결정 서비스를 제공해 영농의 편리성, 생산성, 품질향상 등을 극대화할 필요가 있다”고 말한다. 이처럼 농업분야에서 디지털 전환을 촉진해야할 필요성은 충분하지만 선결과제도 있다. 우선은 경제적 타당성이다. 디지털농업기술의 상용화를 위해서는 농가가 경영측면에서 판단했을 때, 투자비용 대비 생산성이나 경제성을 갖춰야 한다. 그렇지만 현재의 농가소득 수준과 디지털기술의 도입이나 유지에 들어가는 비용을 감안할 때 농가의 수용 가능성이 높지 않다. 농가의 초기투입비용을 절감하기 위한 기술개발과 함께 디지털농업을 확산시킬 수 있는 정책이나 지원제도의 마련이 필요한 이유다.
특히, 디지털농업 관련 부품, 기기, 장비 등의 사용 안정성 및 성능 측면에서 농가의 신뢰를 확보하고, 피해발생 시 보상과 책임을 규명할 수 있는 기준도 마련돼야 한다. 성제훈 단장은 “인공지능의 오류나 어쩔 수 없는 상황으로 발생하는 농가 피해에 대한 보상과 책임에 대한 기준이 필요할 것”이라면서 “디지털농업기술 관련 제품에 대한 사용안정성 및 성능을 객관적으로 평가할 수 있는 검인증체계의 구축과 기기나 장비에 대한 표준 개발이나 제정을 통해 제품 간 호환성을 확보할 필요가 있다”고 제안한다. 또, 디지털농업의 활성화를 위해서는 R&D 성과에 대한 사업화와 산업체가 비즈니스 모델을 통해 수익 창출하는 것이 필수적인 만큼 우수기술에 대한 후속연구나 사업화 연계를 지원할 필요가 있다.
농가고유의 노하우를 보호하는 장치도 있어야 한다. 수량이나 품질 향상을 위한 농법 등 독자적인 노하우에 대한 지식 자산의 범위나 정의, 보호 방안 등이 필요하다. 성제훈 단장은 “농가로부터 수집된 데이터의 소유권 및 농가제공 데이터로 개발된 인공지능 솔루션에 대한 권리분배 방안, 농가와 기업 간의 데이터와 유통이 공정하게 이뤄질 수 있는 환경구축 및 지침의 마련 등도 필요할 것”이라고 내다본다.
서상현 기자 [email protected]
빅데이터와 인공지능 활용..디지털농업 혁명이 시작됐다
인류는 현재 우리가 직면해 있는 코로나19를 어떻게 정의할까? 현재 세계의 전문가들은 코로나19에 대해 사회·경제·문화 전 분야의 패러다임을 대전환시키는 중대한 계기로 받아들이고 있다. 특히 비대면·온라인 문화의 보편화로 디지털 경제로의 전환 속도가 국가와 기업의 경쟁력을 좌우하게 됐다는 진단이 설득력을 얻고 있다.
디지털 경제로 전환하기 위한 발빠른 움직임은 코로나19라는 거대한 쉼표 아래 이미 혁명적인 변화의 물살이 일고 있다는 것을 체감하게 한다. 미 바이든 정부는 5G·AI·바이오 등에 3000억불을 투자하기로 했으며 EU는 향후 10년간 AI에 200억 유로 이상을 투입하기로 했다. 중국은 5G·데이터 등 신 인프라에 2025년까지 1.2조 위안을 투자할 계획이다.
우리나라는 2020년 7월 발표된 한국판 뉴딜 종합계획의 영향 아래, 디지털 혁신 경제를 선도하기 위한 정책이 지속될 것이라는 전망이다. 한국판 뉴딜 종합계획은 디지털·그린·융합 분야로 나눠 2022년까지 49조원(디딤돌 마련기), 2025년까지 114.1조원(대전환 착근기)을 투자할 예정이다.
코로나19는 친환경·저탄소 경제로의 전환도 본격화하는 계기가 됐다. 2020년 12월 10일 문 대통령의 ‘2050 탄소중립 비전 선언’이 있었으며 올해 중 총 13.2조원(국비 8조원)이 탄소중립 실현을 위해 투자될 계획이다.
코로나19에 대해 어쩌면 후세는 21세기 인류에게 던져진 하나의 거대한 물음표였다고 정의할 수도 있다. 한 개인부터 가족, 기업, 사회, 국가, 전 세계가 미래의 지속가능성에 대한 물음표에 직면토록 한 충격적인 전환점이 되고 있기 때문이다.
사회·경제·문화 전 분야와 함께 우리 농업도 패러다임의 대전환 국면에 놓여져 있다. 2020년 11월 11일 제25회 농업인의 날, 문재인 대통령은 “농업과 농촌은 지속가능한 미래의 주역이 될 것이며, 식량안보 체제의 든든한 버팀목이 될 것”이라고 강조했다.
농업이 코로나19를 통해 그린라이트를 켰다고 보기는 어렵지만 고정된 인식을 바꿀 수 있는 국면을 맞이했다는 해석은 설득력을 얻고 있다. 개인과 가족의 삶에서 안전하고 건강한 먹거리에 대한 가치가 한층 격상되었고, 국가는 식량안보 차원의 농산물 확보 강화가 주요과제로 떠올랐다. 유엔세계식량계획(World Food Programme)은 2020년 11월 “2021년 ‘기아 바이러스’가 인류를 위협할 것”이라고 경고했으며 세계 각국이 식량안보 차원의 농산물 확보 강화로 농산물 교역 악화가 일부 현실로 다가오고 있다.
이러한 변화를 사회·국가적인 농업·농촌의 중요성에 대한 인식 제고로 이어갈 수 있는 관건은 우리 농업에 내재해 있는 가능성을 얼마나 발현할 수 있는가에 달려있다는 해석도 뒤따르고 있다.
이런 가운데 농촌진흥청은 올해의 업무계획에서 ‘데이터 기반의 고효율 디지털 농업기술 개발’ 등 5대 과제를 중심으로 농업기술 혁신을 통해 ‘살고 싶은 농촌, 삶이 행복한 농업인’의 비전을 구현하겠다고 밝힌 바 있다.
또한 ‘농촌 소멸화 대응 청년이 돌아오는 농업기반 조성’, ‘식량 자급률 향상을 위한 혁신기술의 개발·확산’, ‘농산업 현장의 어려움 해소를 위한 맞춤형 기술 보급’, ‘국제협력 강화를 통한 한국형(K)-농업기술의 전파·확산’ 등이 5대 과제에 포함됐다.
허태웅 농촌진흥청장은 “고령화와 인구 정체로 농촌 소멸이 우려되고 기후변화 등으로 우리 농업·농촌이 어려움을 맞고 있지만 농업은 과학기술을 통해 혁신과 성장을 창출할 수 있는 무한한 잠재력을 지니고 있다”고 강조하면서 “현장·수요자 중심의 디지털 농업기술 개발과 보급을 통해 ‘청년이 돌아오는 살고 싶은 농촌’을 만들고, 농업인과 국민의 삶이 더 나아질 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다.
토마토 스마트팜 생산량 31%↑ 노동비 21%↓
“전남 화순에서 토마토 농사를 짓는 장씨는 지난해부터 인공지능 플랫폼에서 보내주는 환경설정 정보를 비닐온실에 적용해 생산성을 높였다. 병해충이 발생하면 영상정보를 인식하는 인공지능 시스템이 이를 알려준다.”
“경북 의성에서 벼와 사과농사를 짓는 조씨는 드론을 이용한 벼 파종을 계획하고 있다. 과수원에는 올해 도입한 무인 자율주행 스마트 로봇을 이용해 농약을 칠 계획이다. 이를 위해 농업기술센터의 테스트베드 교육장에서 첨단 디지털 농업기술 교육을 받고 있다.”
위의 두 가지 사례는 농촌진흥청이 ‘2021년 기대되는 변화 체감사례’로 제시한 내용이다.
전남 화순에서 토마토 농사를 짓는 장씨에게 디지털농업이 가능토록 해주는 기반이 바로 빅데이터다. 농진청은 데이터 기반의 작목별 생산성 최대화 모델을 구축하고 빅데이터를 민간에 제공하여 일자리 창출도 촉진한 바 있다.
고효율 디지털 농업기술 개발을 위한 전제조건이 바로 데이터인 만큼 연구실에서 농업현장까지 빅데이터의 수집·구축이 강화되고 있다. 기상·토양정보(전국), 노지·시설재배(406농가 대상), 시군 농업기술센터 테스트베드(96개소), 디지털랩(128과제) 등을 대상으로 데이터 수집이 이뤄지고 있다.
구슬을 꿰어야 보배가 되는 만큼, 다양한 농업현장에서 발생하는 데이터의 생산·수집과 관리를 위해 ‘농업현장 데이터통합시스템’을 구축·확대한다는 계획이다. 또한 주요 작물·기술별 데이터의 표준화(2021년 15분야:[기반]식물유전자원 등 5분야, [작목]밀·콩 등 4작목, [기능]육종 등 6분야)와 품질관리를 강화하여 데이터의 분석·활용 능력도 제고할 예정이다.
농진청은 빅데이터를 활용한 스마트팜 정밀농업을 위한 인공지능(AI) 모델 개발도 이어간다. 생육단계별 최적의 재배환경 관리로 수량·품질은 높이고 비용은 절감할 수 있는 AI 모델을 개발하고 있다. 이미 2018년~2020년 토마토, 딸기, 파프리카의 AI 모델이 개발됐으며 올해는 오이, 참외, 밀, 콩, 양파의 모델 개발이 이뤄질 계획이다.
생산성 최대화 모델 적용으로 농가소득이 향상된 현장사례는 이미 나와 있다. 토마토 모델을 전북 완주 소재 현장 농가에 적용(2019~2020)한 결과 이전(2018~2019)보다 생산량 13.7% 증가, 1ha 기준 매출이 1억900만원 증가한 성공적인 결과가 나왔다.
데이터 기반의 한국형 스마트팜 기술 개발이 농업 생산성 향상에 어떤 결과를 가져왔을까? 토마토의 생산량을 비교해 보면, 10a 기준 노지 4.2톤, 일반시설 6.5톤, 선도농가 19.6톤을 생산한 것에 비해 스마트팜에서는 28.2톤의 생산량이 나왔다. 스마트팜 도입 결과 생산량 31% 향상과 고용노동비 21%가 절감되어 1인당 생산량이 21% 증가한 결과가 도출됐다.
이에 농진청은 선도농가(연동온실)에서 일반농가(단동온실)까지 다양한 형태의 온실과 남부·중부 등 다양한 지역에 적용할 수 있는 생산성 향상 모델을 개발할 계획이다.
이와 같은 생산성 향상 인공지능 모델을 클라우드 플랫폼(https://smartfarm.rda.go.kr)에 탑재해 다양한 농업인에게 서비스하고 있다. 시설재배에서는 작년 시범사업을 거쳐 작목별(딸기, 토마토) 재배농가의 5% 수준까지 서비스 확대를 추진하고 있으며, 노지재배에서는 올해 선도농가를 대상으로 시범서비스(밀, 양파 등 5작목)를 추진하고 있다.
빅데이터를 활용한 기술창업·비즈니스의 활성화를 위해 스타트업 및 스마트팜 기업을 대상으로 빅데이터 설명회도 개최할 예정이다.
온라인으로 병해충 진단하고 농약 처방
데이터농업은 시설 스마트팜에 그치지 않고 노지재배 작물의 생산성 향상을 위한 디지털 농업기술로 이어지고 있다. 농진청은 올해부터 데이터 기반의 스마트팜 기술을 노지로 확대해 식량자급률 향상과 농가소득 증대에 기여할 수 있도록 다양한 정밀농업기술의 개발·보급을 추진하고 있다.
우선 중요한 노지재배 작물 맞춤형 양·수분 정밀제어 기술 개발이 추진된다. 환경정보·생육모델 기반의 자동 관수·관비 시스템이 밀, 콩, 옥수수, 감자, 고구마(식량작물)와 고추, 대파, 가지, 당근(노지채소) 그리고 복숭아, 사과, 배, 포도(과수) 등에서 올해부터 2025년에 걸쳐 구축된다.
기계정식, 자동관수, 드론방제, 생육진단, 기상예측 등 요소기술을 융·복합한 디지털 농업기술의 현장 실증시험도 연구기관 및 일반농가 등의 농지를 활용해 벼·콩·밀(2.4ha), 양파·배추(0.5ha)에서 추진된다.
영상정보를 활용한 과학적인 병해충 진단·처방기술도 개발될 예정이다. 작물별로 발생하는 주요 병해충의 영상정보를 확보하고, 콩, 사과, 감귤, 고추 등 작물 136종과 탄저병, 응애 등 병해충 300종(병100, 충200)에 대해 인공지능(딥러닝) 기반의 병해충 자동 진단기술 개발을 추진한다.
개발 기술은 농약안전정보시스템에 탑재하여 온라인으로 병해충을 진단하고 농약을 처방할 수 있도록 수요자 중심으로 서비스를 개선할 예정이다. 지난해 농약처방 시스템을 구축했고 올해부터 2024년에 걸쳐 병해충 진단 시스템을 연계해 제공할 계획이다.
드론·위성에 의한 생육·작황·환경 등 농업관측 분야의 맞춤형 기술 개발이 추진된다. 드론을 활용한 작물별 파종기술 개발 및 무인 정밀재배 관리기술이 확립될 예정이다. 드론 활용 논 직파재배 시범단지는 지난해 5.5ha에서 올해 105ha로 확대됐다. 원격 모니터링으로 수집한 데이터를 분석해 수량을 예측하는 기술 개발도 추진된다. 현장기술 정착을 위한 드론 활용 매뉴얼 보급(2000부) 및 기술지원(3~10월)도 이어진다.
드론·위성의 작황예측, 재배면적 산정 등을 위한 위성영상 자동화 처리기술도 개발되고 있다. 논의 시군 단위 벼 재배면적 및 단수 추정모형 개선과 밭의 작목구분 알고리즘 개발 등이다.
자율주행로봇의 원격탐사·자율주행 활용 노지 디지털 기반기술 또한 개발되고 있다. 위치정보기술(GPS), 영상분석 인공지능(AI) 등 복합기술을 적용한 무인 자율주행 조향시스템 개발이 2022년까지 추진된다. 자율주행 기술 고도화를 위해 농식품부, 농협, 실용화재단이 참여하는 첨단농기계 연구협의체를 운영해 개발 기술의 산업화를 촉진한다.
원격탐사·자율주행 활용 노지 디지털 기반기술 개발
로봇과 인공지능 기술을 활용한 지능형 첨단농기계도 개발된다. 스마트 로봇 농약방제기의 성능을 고도화하고, 영상정보를 활용하여 익은 정도의 판정 및 생산량 측정이 가능한 인공지능 로봇 개발(토마토)도 이뤄진다. 과수원의 환경 및 공간정보를 분석하여 자율주행 제초가 가능한 가변형 제초로봇 시작기(prototype)의 제작을 추진한다.
한편 코로나 시대에 맞춰 디지털 기반의 비대면 농업기술보급이 강화된다. 노지 디지털농업 모델을 적용한 테스트베드 교육장이 5시군 이상 확대된다. 실용화재단의 현장실증 테스트베드 지원사업과 연계해 온라인 기술설명회가 개최됐다.
작목별 재배기술, 병해충 방제 등의 콘텐츠를 발굴(3000여종)해 중앙-지방간 정보공유시스템에 영농정보저장소(contents dam)를 구축하고 중장기적으로 농촌지도사업 정보화 종합플랫폼 구축과 연계(2022~2024)할 계획이다.
또한 민관의 노지 디지털 기술을 결합한 실증사업(3과제)을 확대하고, 시범사업 추진 등을 통해 현장에 확산한다. 노지 자동관수·관개, 농기계 안전 분야의 최신기술 시범사업이 올해 10과제 116시군으로 확대 시행된다. 밭농업 기계화 및 디지털 농업기술 매뉴얼을 개발하여 현장애로 문답집(1000부), 고구마 재배 등의 기계화(2000부), 콩 ICT기술활용(1000부) 매뉴얼을 보급한다.
수요자 맞춤형 국산 품종 개발·보급 확대
경기도 이천에서 농사를 짓는 이씨는 그동안 외래 벼 품종인 ‘고시히카리’와 ‘추청(아끼바레)’을 재배해왔으나 2020년에는 농촌진흥청과 이천시가 공동으로 보급한 우리 벼 품종 ‘해들’과 ‘알찬미’를 심었다. 그 결과 2020년의 긴 장마와 태풍에도 쓰러짐과 병해충 발생이 적어 농약을 적게 치면서도 안심하고 재배할 수 있었다. 이씨가 생산한 쌀은 밥맛이 좋아 소비자 평가회에서 좋은 평가를 받았고, 대형마트에 일반벼보다 40% 높은 가격에 판매하여 소득도 늘었다.
농진청은 코로나19로 인해 중요성이 한층 강조되고 있는 식량자급률 향상을 위한 혁신기술의 개발에도 박차를 가하고 있다. 수요자 맞춤형 국산 품종의 개발·보급이 확대되고 있으며, 외래품종 벼 재배면적은 (’17) 83천ha → (’20) 57 → (’21P) 47로 감소 추세에 있다.
식량작물은 지역별 여건 및 수요자 맞춤형 품종 개발과 보급이 강화되고 있다. 벼 ‘해들’, ‘알찬미’(이천), ‘영호진미’(합천), ‘해맑은’(아산) 등 현장의 요구를 반영한 외래품종 대체 국산 품종의 보급이 확대되고 있으며 위 사례와 같은 성과를 도출해 내고 있다. ‘해들’(고시히카리 대체)은 올해 1000ha, ‘알찬미’(아끼바레 대체)는 지난해 947ha에서 늘어나 2000ha가 재배될 예정이다.
원예·특작은 변화하는 소비 트렌드를 반영하고 경쟁력을 갖춘 품종이 육성되고 있다. 더위에 강한 고추, 기형과가 적은 딸기, 붉은껍질 배, 러시아 수출용 국화, 연작장해 해소 황기 등의 맞춤형 우량계통이 선발됐으며 전문평가단을 활용한 평가시스템 운영으로 품종선발의 객관성을 강화했다.
또한 생산단지와 시장을 연계한 국산품종의 보급을 확대하고, 재배 안정성 확립과 시장 검증을 마친 지역 적합 품종을 중심으로 우리품종 특화단지를 조성(60개소, 76ha)할 계획이다. 또한 경매사·중도매인 등 유통전문가의 품질평가를 통해 국산 신품종의 가격경쟁력 등을 사전 검토(8품목, 12품종)할 예정이다.
품종 육성의 소재로 활용하기 위한 유용 유전자원의 확보도 중요하다. 국제기구 등과의 전략적 협력을 통해 수요자가 필요로 하는 국내외 유용 유전자원 1000자원 확보를 목표로 하고 있다. 밀·콩·옥수수 등 종자주권 강화를 위한 육종소재를 확보하고, 박과채소 유전자원 수집 및 특성평가(2020∼2023, 세계채소센터 협력)도 추진한다. 수요자가 필요로 하는 육종자원을 정기적으로 조사하고(매년), 민간에서 도입이 어려운 육종자원의 확보를 지원하는 등 민간지원에도 나설 예정이다.
이와 함께 품종개발자의 요구가 많은 육종자원을 중심으로 특성평가를 강화할 계획이다. 신품종 육성 목표와 연계한 유전자원 특성평가를 원예특용 11작물, 2만7500자원, 식량 6작물, 1만자원에 대해 추진한다. 고추 비타민A, 콩 이소플라본 등과 같은 기능성, 고추 탄저병, 콩 역병 등에 대한 병저항성 등이 평가 대상이 된다.
또한 산업체와 공동 현장평가회를 통해 유용 특성을 가진 육종소재를 선발하고, 기후변화 등 환경 변화에 선제적으로 대응한다. 밀, 팥, 수수(식량작물)와 상추, 박과채소, 토마토(원예작물) 소재선발과 내재해성, 내습성 등 기후변화대응 소재와 다수성, 중소과, 착색용이 등 디지털농업 대응 소재 선발 등이다.
논 재배 적합 밭작물의 생산성 향상기술 연구
농진청은 식량자급률 향상을 위해 논 재배에 적합한 밭작물의 생산성 향상기술 개발·보급에 속도를 낼 예정이다. 논 이용 밭작물 재배의 생산성 향상을 위한 농기계 개발도 강화해 지난해까지 마늘, 감자, 콩 등 10과정의 전과정 기계화에 이어 농기계 자동화와 첨단화에 역점을 둔다.
논의 다양한 활용과 자급률 향상을 위한 밭작물 생산기술 개발에도 박차를 가하고 있다. 논은 기존의 무굴착 배수기술 대비 비용이 저렴하고, 농가에서도 간편하게 시공할 수 있는 ‘왕겨 충진 천공형 저비용 땅속배수 기술’이 개발 추진된다. 기존기술 대비 시공비용 50% 절감이 목표다.
효율적인 경지이용을 위해 곡물자급률 향상을 위한 논이용 작부체계 기술 개발이 이뤄진다. 중북부는 밭작물의 파종 한계기를 설정하고 감자-수수 2모작 등 3유형, 옥수수, 참깨, 감자, 수수의 다양한 작부모형을 개발한다. 남부는 밀 중심의 이모작, 밭작물 중심의 다모작 생산체계를 개발한다. 다모작은 (’20) 참깨(하계), 밀(동계) → (’21) 하계(벼·콩·들깨), 추·동계(IRG)로 확대해 개발한다.
첨단기술을 활용한 맞춤형 밭농업기계의 개발·보급도 강화된다. 기존의 농기계에 첨단 디지털 기술 접목으로 농기계의 첨단화를 추진한다. 조향(操向)시스템을 적용하여 자동으로 두둑을 따라가며 양파를 심는 ‘승용형 양파정식기’, 농약 살포량을 자동으로 제어하는 ‘토양소독기’ 등이다.
여성·고령농업인에게 적합한 소형·경량·승용화 농기계는 여성친화형 중경제초기(소형화·경량화), 고추 지주대 설치기·제거기(설치·제거 겸용) 등 2종이 개발된다.
농기계의 실용화 촉진을 위한 주산단지 현장실증도 드론 방제기(농약 비산 최소화), 인삼 파종기(노동력 절감), 마늘 파종기(줄기 유인 생략) 등 3종에서 추진될 예정이다.
창간5주년 특집 테마기획Ⅰ 지속가능 농업으로 가다 ① 디지털 농업기술확산과 식량자급률 향상
② 농업환경 보전과 수요자 맞춤형 기술보급 ③ 지역특화농업 활성화와 청년이 오는 농업
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