드론으로 토양 점검, 로봇으로 농약 살포… ‘스마트 농사 혁신’

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 빅데이터, 클라우드 등 4차 산업혁명 기술을 이용한 디지털농업이 농촌의 변화를 이끌고 있는 가운데 농촌진흥청은 그간 온실에서 주로 이뤄졌던 디지털농업 기술을 야외 논밭 작물 작농에 적용하는 데 애쓰고 있다. 사진은 드론이 논에 볍씨를 뿌리고 있는 모습. 농촌진흥청 제공

농촌진흥청이 구현하는 ‘디지털 농업’

AI·빅데이터·IoT 등 활용
농업 전과정 자동·디지털화
편리성·생산성·품질 등 향상

자동 관개 기술 자체 개발해
노지 환경 인프라 구축 집중
半무인화 통합서비스도 계획

디지털농업추진단 전격 출범
생산·유통단계 고려 사업추진
“농촌 소멸화 예방에 온 힘”

사과 농사를 짓는 A 씨는 ‘오늘 날씨가 무덥다’는 날씨정보를 듣자마자 스마트폰을 꺼내 과수원의 토양 상태를 먼저 확인한다. 토양이 건조한 상태를 인지하고 스마트폰의 앱을 통해 오후 2시가 되면 과수원에 물을 뿌릴 것을 입력한다. 드론을 통해 전달된 영상으로 사과의 병충해 상태를 파악하고, 로봇을 활용해 농약을 살포한다. 과수원과 관련한 모든 정보는 A 씨의 스마트폰으로 전달되고, 별도의 노동 없이 A 씨는 집 안에서 스마트폰을 통해 농사를 짓는다.

더운 여름날 땀을 흘리며 일손 부족으로 고생하지 않아도 농사를 지을 수 있는 시대가 다가왔다. A 씨의 사례는 사람이 직접 논밭에 나가지 않아도 농사를 지을 수 있는 디지털농업의 한 단면이다. 새롭게 떠오르고 있는 디지털농업은 사물인터넷(IoT), 인공지능(AI), 빅데이터, 클라우드 등 4차 산업혁명 기술을 이용해 고효율 스마트 정밀 작농을 구현한다. 농업의 전 과정을 자동화·디지털화하고 최적의 의사결정 서비스를 제공해 농사의 편리성, 생산성, 품질향상을 극대화하는 게 디지털농업의 목적이다. 이미 네덜란드, 미국, 일본 등 농업 선진국들은 데이터의 관리·분석·활용을 종합 지원해 농업의 디지털 혁신을 가속화하고 있다. 우리나라도 농촌진흥청을 중심으로 농업의 지속가능성을 열어갈 열쇠가 될 디지털농업으로의 전환을 위해 연구·개발(R&D)에 집중하고 있다. 농진청 디지털농업추진단 관계자는 20일 “기존 시설농업 중심의 디지털농업 기술 개발을 노지분야로 확대해, 농촌 소멸화를 예방하고 식량자급률을 향상시키는 데 최선을 다할 것”이라고 말했다.

◇디지털농업, 온실에서 노지로 = 사실 디지털농업으로의 전환은 농촌의 생존을 위해서도 반드시 달성해야 할 과제다. 농가인구 감소와 농촌 고령화로 전통적 형태의 노동집약적 농업은 한계에 이른 상태다. 또 최악의 폭염, 기록적인 장마와 치명적인 태풍 및 한파 등 급속한 기후변화는 농업 생산의 근간을 흔들고 있다. 직면한 농업의 위기를 극복하기 위해선 디지털로의 전환이 선택이 아닌 필수다. 이에 농진청은 최근 ‘디지털농업추진단’을 출범, 디지털농업으로의 전환에 박차를 가하고 있다.

특히 농진청은 디지털농업이 구현되는 공간을 ‘스마트팜’ 온실뿐만 아니라 노지로 확대하는 작업에 집중하고 있다. 농가인구의 감소, 고령화가 심화하는 상황 속에서 시설원예·축산 중심의 스마트팜에서 노지분야로 확대해 지속 가능한 농업·농촌의 디딤돌로 디지털농업의 역할에 주목하고 있다. 새롭게 운영되는 디지털농업추진단은 데이터 기반의 디지털농업을 노지 및 시설 농업의 생산·유통·소비 전 과정에서 빅데이터 활용을 확대하도록 핵심과제를 발굴하고 있다. 이를 시급성, 실현 가능성 및 파급성에 따라 단기, 중기, 장기 과제로 구분해 체계적이고 강력하게 추진할 계획이다. 이를 위해 먼저 기후·인구구조 변화 및 소비트렌드를 분석해 공급과잉 작목을 대체하는 유망작목을 발굴하고, 기상과 토양 빅데이터를 활용해 적합한 작목(품종·작형)을 추천하는 AI를 개발한다. 또 작목·축종 등에 대한 육묘·개량, 생육·사육단계별로 환경·생육 및 생산량·육질 빅데이터를 수집·연계해 생산성 향상을 위한 정밀재배(사양) 기술로 식량자급률을 제고한다는 계획이다.

농진청 관계자는 “추진단은 생산단계뿐만 아니라 유통단계까지 고려해 사업을 추진하고 있다”며 “농업인이 생산한 농산물을 시장에서 제값을 받고 팔 수 있도록 유통·소비와 생산데이터를 연계해 출하 시기를 조정하고 ‘포스트 코로나’ 시대에 농식품 비대면 거래 활성화 방안도 마련해 농업인을 지원할 계획”이라고 밝혔다.

클릭하시면 더 큰이미지를 보실 수 있습니다 농민이 자동관개시설이 설치된 밭에서 스마트폰을 활용해 작물에 물을 주고 있다.

◇2025년에는 반(半)무인화 농업시대 = 농진청의 노지 디지털농업 확대는 토양·기후·병해충 등 외부 환경에 영향을 많이 받고 자동화·기계화 수준이 낮으며, 고강도 장시간 노동력이 투입되는 분야에 우선적으로 도입될 전망이다. 노지 디지털농업의 3대 핵심기술은 △스마트센싱·모니터링 기술 △농작업 자동화·로봇화 기술 △스마트 의사결정 기술인데, 이와 관련된 연구 및 기술 개발에 집중하고 있다. 스마트센싱과 모니터링 시스템 기술은 논밭 및 작물과 관련한 정보를 수집하기 위한 필수 조건이다. 센싱은 토양(함수량·온도·pH), 기상(온·습도, 강우량, 풍향·풍속), 작물생육(도체관 이동성·엽록소 등)을 자동으로 확인할 수 있도록 한다.

모니터링 기술은 병해충 발생, 작물생육 진단, 작황 예측, 유해조수 출몰 등을 사람이 원거리에서도 눈으로 확인할 수 있도록 보여주는 역할을 한다. 이 같은 정보를 바탕으로 농업인은 자동관개·기상재해방지시스템 등의 장치와 병해충·잡초방제기, 야생동물퇴치기 등 장비를 통해 손쉽게 농사를 지을 수 있는데, 이것이 농작업 자동화·로봇화 시스템에 해당한다. AI나 클라우드를 기반으로 한 스마트 의사결정 시스템은 작물과 관련해 수집된 정보를 분석·관리하는 역할을 맡는다. 사람이 직접 판단하기 어려운 결정도 이 같은 데이터를 통해 판단할 수 있다.

농진청은 이를 3단계로 나눠 시기별 추진전략을 마련했다. 1단계(2020∼2021년)에선 노지 환경 인프라 구축에 집중한다. 2단계(2022∼2025년)에선 스마트기술을 실용화한다. 3단계(2025년 이후)에는 반(半)무인화 통합서비스를 구축할 예정이다. 1단계 인프라 구축과 관련해 지난해 8월 농진청은 노지 디지털농업에 필수인 자동관개 기술도 자체 개발했다. 설치와 관리가 간단하고 농업용수도 절약할 수 있는 ‘정보통신기술(ICT) 기반의 지중점적 자동관개 기술’은 땅속에 관을 묻고 작물의 뿌리 쪽에 물을 필요한 양만큼 스마트폰을 이용해 자동으로 공급하는 방식이다. 노지 밭작물 재배 시 물 관리를 수월하게 한다. 이 같은 관개시스템을 활용하면 노동력 부담은 덜고 물 이용 효율은 높여 농업용수 절약에도 효과를 기대할 수 있다. 디지털농업은 지역농업 활력 제고는 물론, 농촌의 청년층 유입에도 상당한 기여를 할 것으로 전망된다.

박정민 기자 bohe00@munhwa.com