▲ 비닐하우스(좌) 자동화 유리온실(가운데) 식물공장(우)

농업은 문명의 발달과 함께 자연채취에서 화전농업(火田農業)을 거쳐 밭작물 중심의 농업과 짐승을 동력으로 이용하는 농업형태로 발전돼 왔다.인구증가로 농작물의 수요가 점차 증가함에 따라 안정적인 생산과 수량 증대의 장점을 지닌 시설재배방식이 18세기부터 시작돼 왔으며, 20세기 초에는 저렴한 비닐의 보급으로 채소를 중심으로 시설 재배면적이 빠르게 증가하기도 했다.더욱이 최근에는 영양분을 섞은 물을 흙 대신 이용해 재배하는 수경재배, 빛의 양과 수분을 자동으로 제어하는 자동화온실단계까지 발전했다.특히 인구증가와 더불어 도시화, 기상이변 등에 따른 농업환경이 악화되면서 이를 극복하기 위한 새로운 연구가 선진국을 중심으로 활발하게 진행되고 있다. 이것이 바로 미래의 신성장동력이 될 것으로 기대되는 식물공장이다. 1950년대 유럽으로 시작된 식물공장에 대한 연구는 미국에서는 1960년대부터, 일본에서는 1974년부터인 것으로 알려지고 있다. 식물공장은 초기에는 경제성 문제로 중단되기도 했으나 최근 탄소저감, 안정생산 등 수익 이외의 중요성이 대두되면서 활발히 연구가 진행되고 있다.식물공장이란 시설 내에서 광, 온도, 수분, 양분 등을 조절, 작물에게 최적의 조건을 제공함으로써 최대의 생산성을 얻는 신농업형태를 말한다.이 식물공장에는 인공광원인 LED, 환경자동조절을 위한 IT, 최적 생장조건을 밝히는 BT, 오염방지 및 자원의 재활용을 위한 ET기술 등이 필요하다.작물성장의 최적조건을 조성해 생육기간을 단축할 수 있고 안정적인 재배가 가능해 생산효율이 높은 것이 장점이다. 기존의 농업기술에 IT, BT, ET 등 다양한 분야의 최첨단 기술을 융합한 것이라 말할 수 있다.식물공장은 지구 온난화에 대한 적극적 대응책으로, 이산화탄소를 저감하고, 고갈되는 수자원을 보호하는 중요한 기능도 포함하고 있다.농촌진흥청 국립농업과학원에 따르면 식물공장을 이루는 핵심기술은 5가지로 요약되며, 이를 통해 7가지의 기대효과가 있는 것으로 판단하고 있다. 5대 핵심기술은 장소, 빛, 자동화, 양분, 온도에 관한 분야로 PLANT(식물)로 요약이 가능하고, 7대 기대효과는 신선농산물, 농산업, 편리성, 교육, 삶의 질, 자원순환, 연중생산이라는 FACTORY(공장)로 설명하고 있다. 식물공장은 남극 등의 극지, 사막, 해양, 건물 지하, 우주 등 지역과 장소의 한계 극복이 가능하다. 남극 세종기지에서는 농촌진흥청에서 제작 제공한 콘테이너형 식물공장을 통해 보급물자에 의존하던 채소류를 자급이 가능토록 하고 있다.광은 식물생육에 꼭 필요한 조건으로 빛의 세기와 비추는 시간에 따라 식물의 성장, 개화, 결실 등이 진행된다. 빛을 비추는 시간(일조시간, 日照時間)을 조절하면 작물의 꽃 피는 시기, 배추의 결구 등 식물의 생육을 조절하는 것이 가능하다.작업의 효율성 및 생산성 증대를 위해 전체 식물 생장과정별 자동화·로봇화 기술 개발이 활발하다. 이에 농촌진흥청도 식물공장의 완전자동화를 목표로 파종, 정식, 수확 등 농작업 전반에 사용할 수 있는 로봇 개발을 추진하고 있다.일본의 쓰바키모토체인은 식물공장 내부에서 묘종을 옮겨 심는 정식 로봇을 개발했으며, 벨기에 Hotiplan사는 자동이송 시스템을 개발, 파종에서 수확까지 전 과정을 완전 자동화하고 있기도 하다.식물공장은 식물의 생육환경을 자동으로 제어해주는 시스템을 개발해 생육기간을 단축시킴으로써 생산성을 3~6배까지 증대하고 있다. 일본 에히메대학은 자동으로 식물 상태를 진단할 수 있는 생육진단 시스템을 개발해 작물의 안정적 생산을 달성하고 있고, 이스라엘 화이텍사는 작물생육에 영향을 미치는 환경요인들을 자동으로 관리하는 복합 환경제어기술을 개발하고 있다.작물에 영양을 공급하는 방법은 지금까지 토양에 주로 의존하여 왔으나 시설재배에서는 필요한 영양분이 포함된 영양액을 주로 이용하고 있다. 온도는 작물생육에 매우 중요해 꽃눈생성, 싹트는 시기, 생육기간에 영향을 미치며 지역별로 재배가능 여부를 결정하는 핵심요소이다.온도를 조절해 작물 생육의 최적조건을 제공함으로써 열대원산 작물 등 거의 모든 기후대 작물의 재배 및 수확이 가능하다. 재생에너지 냉난방 기술이 등장해 화석연료의 고갈 대비와 탄소가스 저감에도 크게 기여할 것으로 기대되고 있다.신·재생에너지 중 태양광, 태양열, 지열 등이 유망한 열 공급원으로 연구개발 중이다. 태양열을 이용해 온수를 만들어 활용하거나 태양광을 전기로 바꾸는 방식으로 태양에너지를 활용하고 있다.식물공장을 운영함으로써 기대되는 효과는 신선농산물, 농산업 외연확대, 편리성, 교육, 삶의 질, 자원순환, 연중생산 등을 상징하는 ‘FACTORY(공장)’로 요약된다.식물공장은 씨뿌리기부터 수확까지 자동화되어 운영되므로 다양하고 신선한 농산물을 원하는 때에 공급이 가능해 진다.소비자의 경우 자신이 주문한