KIST 스마트팜 연구 현장

국내 농가, 단순 시설 제어 수준… 생육까지 관리하는 2세대 개발

2015년 개봉한 SF영화 ‘마션’에서는 화성에 홀로 남은 주인공이 실내에서 조명과 온도를 조절하며 감자를 키우는 장면이 나온다. SF소설이나 영화에서는 하늘을 찌를 듯 높이 솟은 빌딩 안에서 인공조명과 각종 과학기술로 식물을 재배하는 모습을 흔히 볼 수 있다.선진국에서는 이미 정보통신기술(ICT), 생명과학, 나노기술 같은 첨단 과학기술을 농업에 접목시켜 부가가치와 농촌 생활의 편의성을 높이는 ‘스마트 농업’에 대한 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 대표적인 것이 ICT를 활용한 ‘스마트팜’(Smart Farm)이다.

스마트팜은 농부가 현장에 가지 않고 농사에 필요한 정보를 실시간으로 파악하고 작업을 수행할 수 있는 기술을 말한다. 이 기술을 활용하면 작물이 잘 자랄 수 있도록 생육 환경을 실시간으로 모니터링하고 파종에서 수확까지 자동으로 조절해 균일한 품질의 농산물을 효과적으로 생산할 수 있게 된다.

현재 스마트팜 기술은 정밀 제어가 가능한 유리온실이나 식물농장 같은 시설농업 분야에 우선적으로 적용되고 있다. ‘될성부른 나무는 떡잎부터 알아본다’는 말처럼 작물의 어린잎부터 생육 상태를 관찰해 다 자랐을 때 생산성이나 수확량을 예측함으로써 우량품종을 개발하거나 개선하는 데 활용할 수도 있다. 이를 위해서는 사람의 눈을 대신할 수 있는 식물의 크기와 색, 형태를 감지하는 이미지 기반기술, 코와 미각을 대신해 작물의 향과 성분을 탐지하는 센서기반 모니터링 기술, 비파괴 성분분석 기술, 로봇자동화 기술, 생육 데이터를 분석하고 유용한 정보로 변환시켜 주는 데이터 모델링 기술 등이 필요하다.

실제로 미국이나 네덜란드 같은 농업 선진국들은 데이터 기반 농업기술을 개발해 생산성을 높이는 데 활용하고 있다. 미국은 농작물 생장에 대한 각종 데이터를 현장에서 농민이 직접 분석하고 관리할 수 있도록 한 기술을 개발해 활용하고 있으며, 네덜란드는 식물 생육과 생리특성 분석, 영상 분석 기술을 유리온실 설비에 적용해 생산 및 품질관리, 출하, 수출까지 농업 전 과정에 과학기술을 활용하고 있다.

국내 스마트팜 기술은 아직 1세대 수준에 머물러 있다. 스마트팜 1.0 기술은 비닐하우스나 온실의 자동 개폐, 실시간 온도 확인, 폐쇄회로(CC)TV 24시간 방범 감시같이 농민들의 편의성을 높이기 위한 하드웨어 중심의 단순 시설 제어 수준이다. 실제 농업 생산성과 품질을 높이기 위해서는 복합적인 재배 환경 제어와 생육정보 활용이 가능한 스마트팜 2.0 기술로 한 단계 올라서야 한다.

지난 24일 한국과학기술연구원(KIST) 스마트팜솔루션(SFS)융합연구단은 충남 천안시 송남리의 한 토마토 재배 시범 농가에서 스마트폰을 활용한 ‘작물 생육측정 기반 스마트팜 2.0 기술’을 선보였다. 스마트팜 2.0 기술이 적용된 스마트폰 애플리케이션으로 토마토 사진을 찍으면 토마토 크기, 줄기 두께 같은 정보를 인식하고 이를 분석해 현재의 성장 정도와 예상 수확량 등 다양한 정보를 제공한다. 정보의 정확도를 높이기 위해 인공지능(AI)에서 활용되는 딥러닝 기술도 투입된다.

노주원 KIST SFS융합연구단장은 “현재 세계 스마트팜 기술과 산업은 과학기술을 생산물 유통과 서비스 단계까지 접목시킨 ‘스마트팜 3.0’ 시대로 접어든 상황”이라며 “스마트팜 기술은 농업시설, 농업IT, 생명공학(BT) 등 다양한 분야가 융합돼야 발전할 수 있는 만큼 체계적이고 종합적인 정책 설계와 지원, 투자가 필요하다”고 말했다.

유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr