[귀농귀촌] 노지 스마트 농업 - 데이터 활용방법

 

데이터 활용의 중요성

 

 

노지 스마트농업과 데이터의 관계

 

새벽에 일어나 하루에 두 번씩 물을 주어야 하는 농업인이 원하는 시간에 원하는 양만큼 물을 대신 주는 것이 가능하고, 농장에 연결된 센서를 통해서 스마트폰으로 언제든지 농장을 관리하는 것은 미래가 아닌 현재에 실행가능한 이야기다. 이는 스마트농업이란 분야에서 설명할 수 있다.

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스마트농업은 정보통신기술 등 첨단기술을 접목한 농업으로 정의되고 있다. 2022년 기준 16억 불 규모로 추산되는 전 세계 스마트농업 시장은 연평균 10% 수준으로 빠르게 성장하고 있다.  스마트농업의 특징인 자동
화, 정밀화, 무인화 기술을 활용하여 농업 생산성 향상・기후변화・노동력 문제・생태계 파괴・인구 변화 및 소비자 기호 대응 등 농업이 직면한 문제 해결에 기여할 것으로 전망하고 있다(경제협력개발기구 농업장관회의, 2022).

인공지능・무인기 등 스마트농업을 구성하는 기술의 발전이 성장단계에 들어서면서 시설・노지・축사 분야 등에 확산 중이고, 산업 분야에서도 기존 거대 농업기업들이 디지털 기술의 스타트업 기업을 인수하여 디지털 전환을 추진 중이다.

2022년 4월 포브스에서는 농업 식품 분야 10대 디지털 기술을 선정하였다

(Forbes, 2022). 10대 디지털 기술은 ① 로봇(Robots) ② 사물인터넷(IoT)과 센서 ③ 인공지능(AI) ④ 3D 프린터 ⑤ 드론 ⑥ 확장된 현실(XR)과 메타버스(Extended Reality and Metaverse) ⑦ 가상현실(VR) ⑧ 블록체인(BlockChain) ⑨ 데이터 분석

기술(data Analytics) ⑩ 클라우드 연결성(cloud connectivity)으로 이 기술을 통하여 스마트농업 발전에 큰 영향을 주고 있다. 또한 이 열 가지 기술은 공통점이 존재하는데 모든 기술이 데이터를 기반으로 개발되고 있다는 점이다. 예를 들어 로봇을 작동하여 작물을 수확하거나, 사물인터넷과 센서를 통하여 데이터를 측정・저장 후 인공지능(AI)기술을 적용한 수확량 예측 서비스를 개발하는 등 다양한 기술의 연결과 확장에 필요한 재료로서 데이터가 활용되고 있다. 데이터는 하드웨어(예시: GPS 수신기・안내 및 조향 장치・가변속도 기술(VRT) 시스템・제어시스템・드론・센서・제어패널・관개 시스템・휴대용 모바일 장치 등 센싱 모니터링 디바이스)와 소프트웨어(예시: 데이터관리 및 보안・ 작물 모니터링・농장 작업・재고 관리 등 농장 관리 솔루션) 기술이 결합될 수 있는 중간 매개체이자 성장 동력이라고 볼 수 있다. 본 3장에서는 노지 스마트농업에서의 데이터 분야의 국내・외 동향과 데이터 활용의 중요성을 살펴보고, 노지데이터의 수집과 분석이 어떻게 이루어지고 있는지 활용사례에 대해서 살펴보고자 한다.

국내 데이터 분야

정부에서는 데이터의 특성과 활용, 관련 산업 활성화를 위해 데이터 산업 육성 전반을 아우르는 ‘데이터 산업진흥 및 이용 촉진에 관한 기본법(데이터 기본법)’을 제정하여 시행(2022년 4월 20일)하고 있다(한국농촌경제연구원, 2023). 이 법은 데이터의 생산・거래 및 활용 촉진에 관하여 필요한 사항을 정함으로써 데이터로부터 경제적 가치를 창출하고 데이터 산업 발전의 기반을 조성하여, 국민 생활의 향상과 국민경제의 발전에 이바지함을 목적으로 하고 있다. 이 법은 합리적인 데이터의 거래와 활용을 지원함은 물론 데이터 관련 권리도 명시하고 있다. 이를 위하여 정부는 국가데이터 정책위원회를 구성하고 데이터산업 진흥 기본 계획을 마련하였다.

농업 분야에서는 농림축산식품부에서 현장과 민간 중심으로 농업생산의 30%를 스마트농업으로 전환하는 스마트농업 확산을 통한 농업 혁신방안을 발표하였다(농림축산식품부, 2022). 본 방안은 일부 농업인이 도입・활용하고 있는 스마트농업을 전(全)품목에 걸쳐 다수 농업인에게 확산될 수 있도록 민간(농업인, 기업) 등의 역량을 높이고, 품목별 도입 확산을 지원한다. 또한 연구 개발, 데이터 성장기반을 강화하기 위한 계획이다. 스마트농업 확산 기반을 강화하기 위하여 클라우드 기반 스마트농업 데이터・AI 플랫폼을 구축하여 농업 현장의 표준화된 농업 데이터 수집・관리, 인공지능을 이용한 데이터 분석 및 문제 해결 서비스의 개발과 확산을 지원할 예정이다. 데이터・인공지능(AI) 플랫폼은 민간과 공공이 보유한 데이터의 공유와 거래를 장려하고, 이를 기반으로 시장에서 데이터 기반 농업 문제 해결 촉진하는 기술과 서비스 개발을 장려하는 역할을 수행할 수 있다. 또한 제도적으로 스마트농업을 체계적이고 효율적으로 지원할 스마트농업 육성 및 지원에 관한 법률(안)을 제시하여 데이터 수집・활용, 기반 조성, 기술 개발 및 표준화, 전문인력 양성 등 스마트농업 확산에 필요한 규제 개선을 추진해 나갈 예정이다.

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데이터 활용을 통한 기대효과

데이터는 4차 산업혁명시대의 혁신성장을 견인하는 핵심 요소로 모든 산업의 발전과 새로운 부가가치 창출의 촉매 역할을 하고 있다. 농업 분야에서는 IoT, 센서 등을 통하여 생성되는 대량의 데이터가 자본, 노동, 토지와 같은 기존 생산요소와 함께 경제, 산업 발전을 견인하는 중요한 생산요소로 작용하고 있다. 스마트농업에서 데이터는 기존 스마트농업기술의 자동화에서 지능화로 변화하는 추세에 매우 큰 역할을 한다. 시설농업 분야에서는 그 역할이 전동화 온실, 축사, 내부 환경 모니터링, 수동제어에서 최적 환경 자동유지, 개별적 정밀 모니터링, 수직형 고밀도 생산 등으로 확산 되고 있다. 특히 스마트팜 분야는 환경 센서, 측정 기술, 정보통신기술과 함께 발전하였다. 수집된 데이터 기반 작물 재배 분석 서비스, 컨설팅 등과 같은 분야로 사업이 확장되고 있다. 또한 스마트농업 기자재와 제반 솔루션의 기술적 발전, 이를 활용하기 위한 데이터 분석 알고리즘의 수준도 향상되어 농업 자동화와 의사결정 보조 역할에 크게 기여하고 있다. 노지 농업에서도 농작업의 기계화, 편의성, 내구성 중심에서 데이터를 활용한 자율주행, 무인 작업, 기계화 범위 확대, 데이터 기반 최적 의사결정 지원 등 그 역할이 확대되고 있는 것이다. 더불어 스마트농업의 데이터를 활용하기 위한 데이터 확보, 표준화, 분석, 생태계 조성 등과 같은 데이터 시장이 새로운 시장으로 떠오르고 있다. 이처럼 데이터를 활용한 스마트농업의 발전 가능성은 무궁무진하다.

데이터를 활용한 스마트농업의 기대효과는 다음과 같다.

첫째, 사물인터넷・로봇・드론・인공지능 등의 기술을 이용하여 농산물 재배를 원격 모니터링하고, 데이터 기반 의사 결정을 통해 노동력과 자원을 최적화하고 생산 효율성을 높일 수 있다. 데이터를 활용한 스마트농업 기자재와 설비 내 소프트웨어 기술이 발달된 농업의 과정을 통해 재배, 생육 관리 솔루션의 효용 증가로 수익성 증가 및 비용 절감이 가능하다. 또한 실시간으로 수집된 데이터 기반으로 작물 생산 주기의 생산자 의사결정에 도움을 줄수 있다.

둘째, 데이터를 통한 농업의 생산성 증대뿐만 아니라 생산, 유통, 소비의 농업 활동 전 과정의 효율성 증대 및 자원 사용의 최적화, 환경성 증대도 함께 이룰 수 있다. 데이터 활용 방식에서도 기존에 수집된 데이터를 사람이 분석하고 모델화하는 작업을 자동화한다. 또는 수집된 빅데이터와 외부 생산 데이터(위성・기상 등)를 연계하고 사람이 아닌 인공지능이 분석하여 의사결정을 내려 최적화하는 방식으로 변화할 것 이다. 또한 농작업에 대한 의사결정이 현장에 적용되고, 적용된 농작업에 따라 발생 하는 데이터(생산, 유통, 소비 등)가 다시 인공지능 모델에 적용되어 모델의 기능을 고도화하는 선순환 체계 구축이 가능해질 것이다. 그리하여 최종적으로 노동력・영농 기술 중심 생산체계, 경험 기반 자의적 의사결정 구조, 가치사슬 영역별 문제 해결 체계의 농업이 데이터・첨단시스템 중심 생산체계, 정량적 데이터, 객관적 근거 기반 의사결정 구조, 농산물 공급-소비 영역 간 가치사슬이 통합적 혁신체계로 전환될 것으로 기대한다. 이는 더 나아가 미래의 예측이 어려운 농식품 시스템 등에 대하여 데이터 기반 시나리오별 대응책을 마련할 수 있도록 데이터들이 축적되어 정책 의사결정, 재배 의사결정 등이 가능할 것으로 판단된다. 

 

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