전문가기고
스마트팜의 미래를 위한 기술 혁신과
전략적 전망
- (주)퍼밋 | 박선기 대표
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1. 스마트팜 산업의 최근 발전 동향
자율운행 트랙터, 수확물 및 중량물 운반로봇 이미지 그림: 자율운행 트랙터, 수확물 및 중량물 운반로봇

한국의 스마트팜 산업은 다양한 요인에 힘입어 최근 몇 년간 괄목할 만한 성장과 발전이 이루어졌다. 스마트팜 산업은 발전은 정밀 농업 기술, IoT (사물인터넷), 빅 데이터 분석, 인공지능과 같은 첨단 기술을 농업 분야에 적용하여 농작물의 성장 조건을 최적화하고 생산성을 향상시키는 데 기여하고 있으며 분야별 세부 발전은 아래와 같다.

1)정밀 농업: 토양 수분, 온도 및 영양분 수준을 실시간으로 모니터링하기 위한 IoT 센서를 통합하여 최적화된 관개 및 비료 계획을 가능하게 하는 것은 물론이고, 보다 정확한 작물 관리를 위해 GPS, 드론, 위성 영상 등의 기술을 활용하는 정밀 농업 기술의 채택이 증가하고 있다.

2)로봇공학 및 자동화: 로봇 공학의 발전으로 파종, 제초, 수확 등의 작업을 위한 자율 농업 기계가 개발되었고, 인공지능(AI)와 컴퓨터 비전 기술이 탑재된 로봇 시스템은 목표에 맞는 효율적인 작물 관리를 가능하게 하여 인건비를 절감하고 생산성을 높이는 데 도움을 주고 있다.

3)데이터 분석 및 AI: 예측 모델링을 위한 데이터 분석 플랫폼 및 AI 알고리즘의 확장을 통해 농부가 데이터 기반 결정을 내릴 수 있게 도와주고, AI 기반 솔루션은 방대한 양의 농업 데이터를 분석하여 수확량을 예측하고, 질병을 감지하고, 작물 투입을 최적화하여 전반적인 효율성과 수익성을 향상시키고 있다.

4)수직 농업 및 환경 통제 농업(CEA): 수직 농업 및 CEA 시스템의 성장으로 통제된 실내 환경에서 연중 내내 작물을 생산할 수 있고, 스마트 센서, LED 조명 및 기후 제어 시스템을 통합하여 최적의 재배 조건을 조성하고 수확량 및 자원 효율성을 극대화하고 있다.

5)블록체인 및 추적성: 식품 공급망의 추적성과 투명성을 높이기 위해 블록체인 기술을 구현할 수 있으며, 이 블록체인을 통해 농부들은 농장에서 식탁까지 제품의 이동 경로를 추적하여 소비자를 위한 식품 안전과 품질 보증을 보장할 수 있다.

6)원격 모니터링 및 관리: 원격 모니터링 및 관리 솔루션이 확장되어 농부가 모바일 장치를 통해 어디서나 작업을 감독할 수 있으며, 원격 제어 관개 시스템, 감시 카메라 및 드론 감시 등을 통해 농장 활동에 대한 실시간 통찰력을 제공하여 운영 효율성과 보안을 향상시킨다.

2. ICT 기술의 스마트팜 혁신
센서를 통한 농장 환경 제어하는 이미지 그림: 센서를 통한 농장 환경 제어

ICT 기술은 스마트팜에서 다양한 혁신을 가져왔다. 이를 통해 농부들은 농작물의 성장 환경을 실시간으로 모니터링하고, 데이터를 기반으로 최적의 농업 결정을 내릴 수 있다. 또한, 자동화 시스템은 물과 비료의 공급, 병해충의 방제 등을 효율적으로 수행하여 농업 생산성을 향상시키고 있다.

1)센서와 IoT 기술: 환경 모니터링을 통해 농작물의 환경 요소를 실시간으로 모니터링한다. 온도, 습도, 토양 상태 등을 측정하여 최적의 조건을 제공하고, 문제가 발생하면 빠르게 대응할 수 있다. 또한, IoT 자동화 기술을 활용하여 물 공급, 비료 분사, 온도 조절 등을 자동으로 수행한다.

2)빅 데이터와 머신 러닝: 스마트팜 데이터를 수집하여 농작물의 성장, 병해충 발생, 수확 시기 등을 예측한다. 이를 통해 농부는 최적의 의사결정을 내릴 수 있고, 머신 러닝 알고리즘을 활용하여 농작물의 성장과 수확량을 예측한다.

3)드론과 로봇 기술: 드론을 사용하여 농경지를 촬영하고, 작물 상태를 모니터링한다. 또한, 드론은 농약 분사 등에도 활용된다. 자동화된 로봇은 농작업을 효율적으로 수행한다. 예를 들어, 자동 수확 로봇은 작물을 정확하게 수확하고, 농작업 로봇은 토양을 관리한다

4)인공지능 (AI): AI를 활용하여 작물의 질병, 해충, 영양 상태를 진단하고, 환경 조건에 따라 농작물 관리를 자동으로 조절한다.

3. 스마트팜의 자동화 시스템이 농업 생산성 향상에 미치는 영향
자동화시스템과 ICT기술을 활용해 재배하고 있는 딸기 그림: 자동화시스템과 ICT기술을 활용해 재배하고 있는 딸기

스마트 농업에 활용되는 자동화 시스템은 농업 생산성을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 파종, 관개, 수확 등 반복적인 작업을 자동화함으로써 농부는 작업을 간소화하고 인건비를 절감하며 전반적인 효율성을 향상시킬 수 있다. 이는 수확량을 늘릴 뿐만 아니라 농부들이 더 효율적으로 작물을 관리할 수 있도록 도와준다.

1)자동 관수 시스템: 스마트팜에서는 작물의 수분 상태를 실시간으로 모니터링하고, 필요한 만큼 자동으로 물을 공급한다. 이를 통해 물의 낭비를 최소화하고 작물의 성장을 지속적으로 지원한다.

2)자동 온도 및 습도 조절: 스마트팜은 센서를 통해 작물의 온도와 습도를 감지하고, 자동 조절되어 최적의 환경 조건을 유지하여 작물의 성장 속도를 향상시킨다.

3)자동 비료 공급: 스마트팜은 작물에 필요한 영양분을 정확하게 공급하고 비료 사용을 최적화하며 성장 환경을 조절해 생산성을 높여준다.

4)데이터 기반 의사 결정 도와 습도를 감지하고, 자동 조절되어 최적의 환경 조건을 유지하여 작물의 성장 속도를 향상시킨다.

4. 스마트팜과 지속 가능한 농업: 중요성과 연계
센서를 통한 농장 환경 제어하는 이미지

지속 가능한 농업을 위한 스마트 농업의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않는다. 2050년까지 전 세계 인구가 90억 명에 이를 것으로 예상됨에 따라 환경에 미치는 영향을 최소화하면서 더 많은 식량을 생산해야 할 필요성이 점점 커지고 있다. 스마트 농업 기술을 통해 다음과 같은 측면을 지속적으로 유지할 수 있다.

1)환경보호: 스마트팜은 정밀 농업 기술, IoT (사물인터넷), 빅 데이터 분석, 인공지능과 같은 첨단 기술을 활용하여 농작물의 성장 조건을 최적화하고, 자원 사용의 효율성을 극대화한다. 이를 통해 농지의 토양 건강을 유지하는 등의 농업이 환경에 미치는 부정적 영향을 줄이면서도, 농작물 수확량을 증가시킬 수 있다.

2)식량 안보 유지: 스마트 팜은 작물 성장을 실시간으로 모니터링하고 데이터를 기반으로 최적의 농업 결정을 내릴 수 있다. 기후 변화로 인한 극심한 기상 조건과 자연재해는 농업에 큰 영향을 미치며, 작물 재배 환경을 정밀하게 관리하면 이러한 영향을 완화하는 데 도움이 된다.

3)경제적 이익: 스마트팜은 농작물 생산성을 높이고 비용을 절감하여 농업 경영의 효율성을 극대화하여 농민들에게 경제적 이익을 제공한다. 이는 농민들이 농업을 지속할 수 있도록 도움을 준다.

 

농업 전반을 다루는 역량 이미지 그림: 농업 전반을 다루는 역량

퍼밋(FIRMMIT)이 생각하는 스마트팜 시장에서 경쟁력 확보를 위한 가장 중요한 전략은 건설부터 종자 재배, 농자재 보급, 유통까지 농업 전반을 다룰 수 있는 역량을 보유하는 것이다. 한 회사가 전체 농업 과정을 관리하면 농업 생산 전반 과정의 모든 측면을 통제해 효율성을 높일 수 있는데, 세부적으로는 각 단계의 감독을 통해 생산 과정 전반에 걸쳐 일관된 품질 표준을 유지하여 소비자에게 고품질 제품을 제공할 수 있으며, 전체 공급망을 제어하면 기업은 시장 수요 변화에 신속하게 대응할 수 있다. 또한, 운영을 간소화하고 중개자를 제거함으로써 기업은 비용 효율을 높여 수익성을 확보할 수 있고, 소비자에게 더 나은 견적을 제시할 수 있다.

이런 경쟁력을 확보하기 위해 퍼밋은 스마트팜 건설은 물론 무선 ICT 자체 개발을 하고 보급하고 있으며, 경쟁력 있는 농자재 개발 및 발굴과 더불어 2022부터 신데렐라 딸기(흰딸기) 품종을 농가에 보급하고 있으며, 딸기 신품종 개발도(퍼밋1943, 팅커벨) 완료하여 올해 초 품종 출원 진행 중에 있다.

딸기 재배 매뉴얼 이미지 그림: 고부가가치 작물에 대한 솔루션 개발을 위해 다양한 교육과 기술을 연구

또 다른 중요한 전략으로는 고부가가치 작물에 대한 솔루션 개발이 있다. 고부가가치 작물에 대한 솔루션을 개발하는 것은 농업 수익에 실질적으로 기여하고, 더 건강하고 신선한 농산물에 관심을 갖는 소비자 요구를 충족하고, 기술 혁신을 주도하며 농업의 글로벌 경쟁력을 강화하기 위해 매우 중요하다.

이를 위해 퍼밋은 고부가가치 작물인 딸기에 대한 전문적인 재배 솔루션을 보유하고 지속적으로 개선하여 발전시키고 있으며, 현재는 누구나 딸기 전문가의 노하우를 배울 수 있도록 딸기 재배 달력과 교과서를 제작하여 배포하고 있다.

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