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[농기계전문연구실] 농업ICT융합연구실“스마트팜 표준모델개발로 30%절감”

<농기계전문연구실>

국내 농업기계 연구개발을 전담으로 하는 국가연구조직으로는 국립농업과학원 내의 농업공학부가 있다. 농업 생산작업의 자동화‧로봇화 기술, 농가경영안정을 위한 에너지절감기술, 농산물 부가가치향상을 위한 수확후 품질관리‧가공‧유통기계기술, 농업재해 예방관리기술 개발업무를 수행하고 있다. 농업기계개발의 산실인 농업공학부의 16개 전문연구실의 주요기능과 실적, 계획 등에 대해 연간기획으로 살펴본다.

 

⑩ 농업ICT융합연구실

스마트팜 핵심기술 개발에 힘을 쏟고 있는 국립농업과학원 농업ICT융합연구실 연구원들

“스마트팜 표준모델개발로 30%절감”

시설원예‧축산분야 스마트팜 부품 및 기자재 표준화성과

과수원 다목적 농작업로봇 등 자동화‧로봇 기술개발진행

◇ 4차 산업혁명과 우리농업

세계경제포럼에서 클라우스 슈밥 회장은 4차 산업혁명으로 인한 문명의 변화속도를 이전 산업혁명시대보다 더욱 빠르게 진행될 것으로 예측해 쓰나미 혹은 눈사태와 비교하고 있다. 4차 산업혁명으로 인한 변화는 농업분야도 예외는 아니며, 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능, 로봇 등을 활용해 농산물의 생육환경을 최적상태로 관리하고, 노동력절감과 생산성향상을 구현하는 효율적인 농업형태인 스마트팜 연구개발에 집중되고 있다. 농촌진흥청은 국내 농업여건을 고려해 기술수준별 3가지 세대별 모델로 한국형 스마트팜 개발프로젝트를 수행 하고 있다. 농업ICT융합연구실에서는 이에 발맞춰 우리 농업환경에 적합한 ICT기반 스마트 농업기술개발을 위해 농업분야 센서기술, 인공지능, 클라우드시스템, 자동화․로봇, 스마트팜모델 및 기자재표준화 연구개발을 수행하고 있다.

 

◇ 한국형 스마트팜모델 및 핵심기술개발

1세대 한국형 스마트팜 표준모델을 기본형 1종(원격제어, 모니터링)과 선택형 3종(관수, 난방, 안전 등)에 대해 2016년 개발 완료했다. 온실상황을 원격으로 모니터링 하고 환경제어에 필요한 각종 구동기를 원격으로 제어할 수 있는 1세대 스마트팜은 공간적 제약으로부터 벗어나 농업인의 편의성을 높였고 표준모델 제시로 설치비용을 0.33㏊기준 단동형 700만원→500만원, 연동형 2000만원→1400만원으로 약 30%절감할 수 있게 했다. 2017년에는 고령화에 따른 농사지식의 단절에 대비해 기존농가의 온실환경, 생육정보, 수확량 빅데이터를 수집하고 인공지능으로 분석해 현재 농장환경분석과 온실환경제어 의사결정에 필요한 정보를 제공하는 2세대 모델 핵심기술인 클라우드 컴퓨팅시스템을 구축했다. 클라우드시스템에서 영상정보를 기반으로 딥러닝 기술을 적용해 스마트폰 이미지로 생장점길이, 줄기굵기 등 작물생육정보를 자동측정 할 수 있는 데이터수집 앱과 토마토의 병해(흰가루병, 황화잎말림바이러스 병 등)를 진단하고 농촌진흥청 농사로 사이트의 관련정보를 제공하는 웹 프로그램을 2018년 개발했다.

◇ 스마트팜 부품 및 기자재 표준화

스마트팜 ICT기기의 호환성확보를 통해 확장관련 유지보수와 고장수리에 대한 농가의 애로사항을 해결하기 위해 시설원예 및 축산 스마트팜에 사용되는 센서 및 제어기에 대해 형식과 통신방식 등을 공동규격으로 표준화 하는 연구를 수행했다. 2016년 온실 ICT장비 25종(제어기 9종, 센서 13종, 복합장비 3종)을 TTA(한국정보통신기술협회) 단체표준으로 등록했다. 2017년 축산 스마트팜 환경관리를 위한 외기센서 7종, 내기센서 8종 및 안전센서 4종 등 총 19종을 TTA 단체표준으로 등록했다. 2018년에는 가축의 사양관리 ICT기자재를 축종별로 소 9종, 돼지 8종, 닭 9종 총 25종에 대해 농업기술실용화재단 단체표준으로 제정했다. 또한 스마트온실센터 인터페이스와 구동기 인터페이스에 대한 국가표준제정을 함께 추진하고 있다.

과수원 내 자율주행 로봇

◇ 자동화․로봇 기술개발

최근 농촌고령화로 인한 일손부족현상을 해소하고 경사면에서 농기계전복, 농약방제 중 노출 등 위험한 작업으로부터 농업인을 보호하기 위해 자동화․로봇기술을 개발하고 있다. 과수원에서 무인작업이 가능한 로봇기술개발 과제로 과수열을 인식해 자율주행이 가능한 항법 알고리즘을 한․네덜란드 국제공동연구를 통해 개발했다. 개발된 기술은 한국 과수원의 규모 및 환경에 적합한 형태로 로봇운용이 가능하도록 항법 알고리즘을 고도화하는 작업과 다양한 작업기를 손쉽게 교체가능한 구조로 로봇플랫폼을 설계해 제초‧방제‧운반 등에 대해 무인작업을 수행할 수 있는 과원용 다목적 농작업로봇을 최종적으로 개발하는 연구가 진행되고 있다.

국립농업과학원 농업ICT융합연구실에서는 스마트팜 핵심기술 국산화를 위한 정보수집 및 인공지능의 농업적 적용기술개발, 농업인의 작업 편의성향상과 노동력절감을 위한 자동화로봇 기술개발 그리고 한국형 스마트팜의 글로벌화 및 수출을 위한 ICT기자재 표준화연구 등 우리나라 농업기술의 국제경쟁력을 높이기 위한 연구개발을 지속적으로 수행할 계획이다.

정상진  jsj1234@alnews.co.kr

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