한국원예학회 전문가진단 - 시설원예분과위
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  • 원예산업신문
  • 승인 2019.03.25 13:27
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성공적인 스마트팜 실용화 위한 연구지향점
작목에 알맞은 제어 설정값 중요
권준국(분과위원장)
권준국(분과위원장)

시설원예는 기술과 자본, 노동이 고도로 집약된 농업으로 우리 농업에서 성장 잠재력이 가장 크고 수출농업으로도 유망한 분야이다. 시설원예작물 재배온실은 5.5만ha(’16)에 이르고 자동화 첨단 시설로 대체되고 있으며, 생산액은 5.2조원(’15)으로 증가하였으며, 파프리카, 토마토, 딸기 등의 수출은 약 2억불(’16)에 달한다. 그러나 농촌노동력 감소, 임금 및 농지가격 상승, 기상이변, 가격등락 심화, 경영규모 영세 등이 시설원예산업 발전에 걸림돌이 되고 있다.

스마트팜은 사물인터넷, 빅데이터 등의 ICT 기술을 융합하여 농작물의 재배환경을 원격 및 자동으로 관리하는 지능화된 농장으로 온도, 습도, 광, 생장속도 등의 환경·생육 정보를 수집하고, 빅데이터 분석, 생육관리 S/W 등을 통하여 양·수분, 온·습도, CO2 등의 최적화된 생육환경을 정밀·자동 제어함으로써 생산성과 품질 향상, 노동력과 투입재 절감, 연중 안정생산, 생산과 소비의 예측 등을 가능케 한다. 따라서 스마트팜 기술은 시설원예산업의 약점을 극복하고 경쟁력을 제고시킬 수 있는 대안으로 제시되고 있다.

스마트팜은 생육환경 최적화에 의한 생산성과 소득 향상이 중요한 목표이다. 그러나 스마트팜 시스템을 도입하여 이용하는 농가들의 현실은 온실환경 및 작물 생육정보의 모니터링과 계측·제어에 따른 편의성은 실감할 수 있지만 생산성과 소득의 향상에 연계되지는 못하는 경우가 많다. 따라서 스마트팜의 실용화 및 농가보급을 위해서는 다음과 같은 연구개발이 선행되어야 한다.

첫째, 스마트팜의 가장 기초적인 요소인 복합환경제어가 제대로 이루어져야 한다. 복합환경제어는 환경요소 간의 영향을 고려하거나 다른 환경요소를 변수로 하여 설정값을 정하여 제어하는 방식으로 그 핵심은 최적 환경제어를 위한 생육·환경정보의 설정과 이를 효율적으로 작동시키기 위한 알고리즘이다. 따라서 각 작목이나 작형에 알맞은 복합환경 제어 설정값과 알고리즘 개발이 매우 중요하다.  

둘째, 스마트팜 구현에 필요한 요소기술들이 개발되어야 한다. 현실적으로 복합환경제어, 작목별 정밀 양·수분 및 온·습도 관리, 일조부족 대응 보광재배, 고온기 냉방, 작물별 생장모델링 등 각 요소기술들이 개발이 미흡한 실정이다. 이러한 요소기술들은 지금까지 많이 개발되어 왔지만, 실제적으로 현재의 스마트팜에 접목시키기 곤란한 것들이 많다. 왜냐하면 시설원예에 이용되는 자재나 시스템이 점차 개선되고 관련 기술도 보다 새롭고 효율적인 것으로 개발되기 때문이다. 따라서 스마트팜에 적용 가능한 핵심 요소기술들의 개발이 우선적으로 선행되어야 생산성과 소득 향상에 연계될 수 있다.

세째, 시설이나 농가여건에 알맞는 맞춤형 기술개발이 이루어져야 한다. 우리나라는 전체 원예시설의 85%가 단동하우스이고 12%가 연동하우스이며 유리온실은 1% 미만에 불과하다. 개발된 스마트팜 시스템이 아무리 첨단이고 거창한 것이라도 재배시설이나 농가여건에 맞지 않으면 소용이 없다. 따라서 시설형태, 재배작목, 농가여건 등에 부합되는 스마트팜 시스템과 S/W가 개발되어야만 현장실용화가 가능하다.

넷째, 빅데이터 및 생육모델 기반 정밀 환경관리모델, 인공지능 분석 클라우드 시스템, 이미지 기반 작물생육정보 계측기술, 실시간 작물 병해충 진단 및 처방기술 등 스마트팜의 고도화를 위한 기술개발도 지속적으로 이루어져야 한다.

이와 더불어 개발된 스마트팜 기술과 시스템은 제한적인 국내시장에 목표를 둘 것이 아니라 세계시장을 겨냥하여 스마트 온실플랜트, 식물공장, 온실환경제어 장치 및 SW, 양액공급 및 관리 시스템 등의 수출에 목표를 두고 개발해야 한다. 이와 함께 농업현장에 접목 및 실용 가능한 스마트팜 기술을 개발하기 위해서는 지속적이고 집중적인 연구 투자와 함께 정책적 지원이 수반되어야만 한다.

③ 이희재 과수분과위원장