미래 농업의 혁신 스마트팜

스마트팜은 첨단 기술을 활용하여 농업 생산성을 향상시키는 혁신적인 시스템입니다. 센서, 자동화 장치, 인터넷 연결 등의 기술을 도입하여 농작물 생육 환경을 모니터링하고 효율적으로 관리합니다. 스마트팜은 실시간 데이터 수집과 분석을 통해 농작물의 상태를 모니터링하며, 자동 제어 시스템을 통해 적절한 환경을 제공하여 수확량과 품질을 향상시킵니다. 이로써 생산성 향상과 자원 효율성을 극대화하여 농업의 지속가능성을 증진시키는 혁신적인 농업 방식을 지칭합니다.

 

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스마트팜이란?

 

스마트팜이란 실내 혹은 실외에 있는 축사나 비닐하 우스 및 컨테이너등에 정보통신을 활용하여 원격에서도 자동으로 농 작물과 가축의 생장환경을 적정하게 관리할 수 있는 농업현장을 의미한다. 

스마트팜을 농업 현장에 들여와 작물 생장정보와 환경정보에 대한 데이터를 기초로 최적의 생장환경을 만들 수 있고, 노동력과 에너지, 사료 을 기존보다 덜 투입하고도 농작물의 생산성 증가와 품질 향상를 실현할 수 있다.

 이러한 근거로 농업분야와 ICT 기술을 결합한 미래 산업으로 스마트팜이 주목받 고 있는 중이다. 

여러 농업 선진국에서는 이미 이미지 분석, 농업로봇, 시설환경 제어, 적절한 농업의사결정 등 다양한 분야에서 ICT 기술개발을 추진하고 있다. 이를 실현하기 위해서는 모바일, 포지셔닝시스템, 모델링 및 영상처리 분석 등 첨단 기술이 필요하며, 이를 위해 가장 필요한 기술은 사물인터넷(IOT) 기술이라고 할 수 있다. 

환경을 통해 수집되는 데이터를 분석하여 작황과 재배형태 및 생장단계별 최적 환경 설정, 농작물의 장해와 병해 충 조기진단 및 수량예측에 활용할 수 있다. 해외에서는 1950년대 유럽에서부터 시작되었고 현재는 일본에서 가장 활발하게 진행되고 있다. 

선진국의 농업은 노지재배, 시설재배, 수경재배, 스마트한 식물공 장의 순으로 발전하고 있다. 선진국의 경우 지역특화작 물을 미래농업과 융합한 신 비즈니스 전략으로 추진하 고 있으며, 최근에는 경험에만 의존하던 특화작물의 생 산을 IT 기술과 새로운 신기술을 바탕으로 식물공장에서 생산하는 스마트한 첨단 농업으로 발전하고 있다. 

초기 스마트팜의 운영은 경제성 저하로 인하여 잠시 중단되었다가 IT 기술의 발전으로 일본, 미국, 독일, 네 덜란드, 벨기에, 중동 등에서 작물의 안정적인 생산과 친환경이라는 중요성이 대두되어 신성장 동력 산업으로 재추진되고 있다. 

최근 스마트팜의 기술 동향은 클 라우드기반으로 급속하게 발전하고 있으며, 스마트팜에 서 생성되는 다양한 정보를 ICT 기반의 인터넷을 통하 여 공유되고 관리되어 사용자에게 필요한 정보를 클라 우드기반으로 필요한 정보를 제공한다. 

국내에 도입된 스마트팜 제품은 주로 스탠드 얼론방 식으로 운영되고 있다. 제어노드, 센서노드, 실내통합제 어기, 실내운영시스템 등의 장치들을 농장에 각가 설치 한 후 운영하는 방식이 일반적인 스마트팜 운영 방식이 었지만. 최근에는 기존 스탠드 얼론 중심의 스마트팜 제품을 cloud 컴퓨팅기술을 활용해 서비스의 형태로 개발하고 있다.

 

국내 스마트팜 시장 동향

 

현재 국내 농촌은 논밭 중심의 전통적인 농가의 영농 환경이 악화됨에 따라, 고소득 작물의 안정적인 재배가 가능한 비닐하우스의 보급이 급증하는 추세이다. 

국내 스마트 온실 적용 가능 면적은 2014년 기준 50,598ha로 세계 3위이고, 그 중 스마트온실(환경복합제어 적용 가능) 면적이 15%(7,595ha), 스마트하우스(일반제어) 적용 가능 면적이 38%(19,111ha)이다. 국내 시설원예 생산액은 5조 7,000억원으로 전체 농업 생산액의 13%를 차지하고 있다. 

국내 스마트팜 관련 시장은 2012년 2조 4,295억원에서 연평균 14.5% 성장하며 2016년에는 4조 1,699억원 규모까지 성장할 것으로 전망된다. 국내 주요 기업 중에서는 SKT, KT 등이 스마트팜 시범 사업을 추진하고 있다. 

 

 

글로벌 스마트팜 시장 동향 

 

세계 각국에서 ICT를 활용하여 산업 경쟁력을 높이고 부가가치를 창출하기 위해 다양한 노력을 기울이고 있는 가운데, 농업분야 중에서도 스마트팜을 중심으로 한 글로벌 경쟁이 심화되고 있는 모습이다. 

글로벌 스마트팜 시장은 2012년 1,198억 달러에서 연평균 13.3%의 성장률을 기록하며 2016년 1,974억 달러로 확대될 전망이다. 

미국은 농업에 IoT는 물론 나노 기술, 로봇 기술 등을 본격적으로 접목하려는 시도를 하고 있다. 구글의 경우 토양, 수분, 작물건강에 대한 빅데이터를 수집해 종자, 비료, 농약 살포에 도움을 주는 인공지능 의사결정 지원시스템 기술 개발에 나선 실정이다. 

네덜란드는 대표적인 원예국가로 전체 온실의 99%가 유리온실이며 복합환경제어가 가능한 시스템을 구비하고 있다. 네덜란드는 수십 년간 누적된 데이터와 재배환경 최적화 노하우를 바탕으로 각종 센서와 제어솔루션을 개발하였으며, 이러한 농업 ICT기술을 통해 생산량 및 품질 최적화를 도모하고 있다. 또한 네덜란드 프리바(Priva) 사는 세계 최고 수준의 온실 환경제어 시스템을 생산하여 세계 각국에 수출하고 있다. 

일본에서는 후지쯔, NEC, IBM, NTT 등 기업들이 농업분야에 ICT기술을 접목하여 다양한 서비스를 제공하고 있다. 일본 IBM의 농산물 이력추적 서비스, NEC의 M2M 기반 생육환경 감시 및 물류 서비스, 후지쯔의 농업관리 클라우드 서비스 시스템 등이 대표적인 사례이다.

 

 

스마트팜의 미래

 

스마트팜은 농업 분야에서 디지털 기술과 자동화를 활용하여 농작업을 효율적으로 수행하고 생산성을 향상시키는 방법으로 농업 혁신을 주도하고 있습니다. 미래에는 다양한 발전과 변화가 스마트팜 분야에 영향을 미칠 것으로 예상됩니다.

1. 자동화와 로봇 기술: 더욱 고급화된 로봇 및 자동화 기술은 농작업의 자동화를 증가시킬 것입니다. 예를 들어, 자율 주행 트랙터, 로봇 수확기, 무인 항공기 드론 등이 농작업에서 더 많이 사용될 것입니다.

2. 데이터 분석과 인공 지능: 스마트팜에서는 농업 데이터 수집 및 분석이 더욱 정교해질 것입니다. 센서, IoT 장치 및 인공 지능 알고리즘을 활용하여 작물 상태, 토양 조건, 날씨 등을 모니터링하고 최적의 농작업 결정을 내리는 것이 가능해집니다.

3. 농업의 지속 가능성 강조: 스마트팜은 농업 생산성 향상뿐만 아니라 지속 가능성에도 중점을 두고 있습니다. 물 사용, 비료 및 농약 사용량을 줄이고 생태계 보전에 기여하는 기술이 발전할 것입니다.

4. 농업과 농촌 지역의 연결: 스마트팜 기술은 농촌 지역과 도시 간의 연결을 강화할 것입니다. 생산물의 유통 및 물류를 효율적으로 관리하여 식량 공급망을 더욱 안정화시키고 농산물의 신선도를 유지하는 데 도움이 될 것입니다.

5. 교육 및 지원: 농업자들은 스마트팜 기술을 습득하고 활용하기 위한 교육 및 지원을 받게 될 것입니다. 이를 통해 농업 생산성을 높이고 경제적으로 안정적인 수입을 확보할 수 있을 것입니다.

6. 신재생 에너지 활용: 태양광, 풍력, 바이오가스 등 신재생 에너지는 스마트팜 운영에 활용될 것입니다. 이러한 에너지 소스를 사용하면 에너지 비용을 절감하고 친환경적인 농업을 실현할 수 있습니다.

7. 글로벌 스마트팜 네트워크: 미래에는 스마트팜 간의 데이터 공유 및 협력이 더욱 증가할 것으로 예상됩니다. 글로벌 스마트팜 네트워크를 통해 다양한 농업 경험과 지식을 공유하고 협력하여 농업 혁신을 가속화할 것입니다.

스마트팜은 농업 분야에서 지속적으로 발전하고 있으며, 이러한 기술과 혁신은 미래의 농업을 더욱 지속 가능하고 효율적으로 만들 것으로 기대됩니다.

SKT는 세종시에 ‘지능형 비닐하우스 관리시스템‘을 구축하여 스마트폰을 통해 원격으로 재배시설의 개폐 및 제어, CCTV 카메라 모니터링, 온·습도 등 센싱, 정보 모니터링이 가능한 서비스를 제공하고 있다. 또한, KT는 전국에 보유한 GIGA 네트워크 인프라와 통합관제 역량, A/S지원체계, 빅데이터 기술을 융합해 ‘GIGA 스마트팜’ 사업을 추진 중이며, 농림축산식품부와 공동으로 스마트 팜 확산을 위해 전국 농촌 10개 거점 지역에 ‘실습교육장’과 ‘현장지원센터’를 개설했다. 

현재 국내 스마트팜은 유통, 소비 등의 분야로 확산되고 있지만, 아직까지는 농업 생산을 핵심으로 하여 전개되고 있다. 생산 중에서도 모니터링 및 제어단계에 집중되어 있는 것으로 판단되며, 빅데이터 등을 활용한 최적화 알고리즘 개발, 로봇 등과 연계된 자동화 기술 등은 현재 연구개발 단계에 머물러있는 것으로 파악된다