[1차산업에서 고차산업으로] '농촌에 부는 스마트 바람'

농촌이 변하고 있다. 1차산업인 농업이 각 방면에서 스마트화로 무장하며 새로운 경쟁력을 추가하고 있다. 기본적으로 농업은 노동력이 많이 투입되는 산업으로 인식됐지만, 최근 다양한 부분에서 기술혁신을 거듭하며 생산의 효율성을 높이고 있다. 농기구의 스마트화를 비롯해 작물과 농지관리에 빅데이터와 AI까지 추가하는 모양새다. 앞으로도 더 많은 기술이 농업 부문에 추가될 것이란 기대감이 크다. 농업이 1차산업에서 고차산업으로 진화하면서 새로운 미래 먹거리 전쟁터가 될 것이란 전망도 나온다.

이런 스마트 기술은 이미 지자체 농촌현장 곳곳에서 현실로 이뤄지고 있다. 최근 강원도에서는 사과나 배 등 수확한 과일을 자동으로 운반하고 비료를 무인 살포하는 '과수 스마트 운반·방제기'의 개발에 나섰다. 경상북도에서는 경북도 청년농업인 드론 병해충 방제단 운영 지원 조례안을 발의하는 등 제도적으로 스마트 농업 기술력 제고와 후계농업인 육성에 전향적인 모습도 드러났다. 지자체 각지에서 신기술의 도입도 속도를 내고 있다.

◆딥러닝 장착된 차세대 자율주행 트랙터 등장
 

농진청에서 개발 중인 자율주행 트랙터 모습.[사진= 농촌진흥청 제공]

농촌진흥청은 인공지능 기술을 접목한 영상인식 기반 자율주행 트랙터 개발에 한창이다. 농기계 업체와 함께 고정밀 측위시스템(RTK-GPS) 활용, 주행 기술을 고도화하는 등 자율주행 트랙터 산업화 기반을 마련했다.

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농진청은 지난해부터 농업기술 혁신을 위해 농업의 디지털화와 첨단농기계, 농업로봇 개발, 시설재배 기술 혁신, 현장 밀착형 지역농업 연구를 적극적으로 추진하고 있다.

이 기술은 경운할 때 생기는 흙 부수기 작업 여부를 트랙터 앞에 장착된 카메라로 찍어 심층학습(딥러닝) 하는 게 우선이다. 이후 분석된 데이터를 바탕으로 트랙터가 경운된 구간과 그렇지 않은 구간의 경계를 검출한 후, 미리 정해진 주행 기준선과 비교해 발생한 오차만큼 트랙터를 조향 제어하는 기술이다. 이번에 개발된 기술은 산업재산권 출원을 완료했으며, 앞으로 기술 완성도를 높여 관련 업체를 통해 실용화할 계획이다.

이와 함께, 농진청은 농기계 업체와 함께 고정밀 측위시스템을 활용한 트랙터 자율주행 고도화 기술을 개발했다. 이 기술은 고정밀 측위시스템을 활용해 사전에 작업 경로를 설정하고, 설정된 경로를 따라 직진 주행과 선회를 할 수 있는 자율주행 기술이다.

농기계 업체는 직진 자율주행 기술을 우선 트랙터에 적용해 농업 현장에 보급하고, 선회, 장애물 인식과 회피 등 고도화한 자율주행 기술을 산업화할 계획이다.

농진청 관계자들은 농업 기술들이 빠르게 농촌현장에 적용되도록 산·관·연 협력체계를 구축하고, 정부에도 첨단 농업의 산업화 기반을 마련해 달라고 요청했다.


◆ 밭 관개용수 확보 스마트 저류조 시스템 개발 나선다
 

농어촌공사가 개발중인 밭관개 취약성 및 회복력 평가 절차도 [사진= 농어촌공사 제공]

한국농어촌공사는 용수공급에 항상 어려움을 겪는 밭 농업을 위해 지표수와 지하수를 밭 관개용수로 공급할 수 있는 기술 개발에 나섰다.

농어촌공사에 따르면 밭 관개용수 공급을 위해 ICT를 활용한 다기능 저류조 용수 공급 시스템을 개발을 위한 연구를 진행하고 있다.

전국 농촌 저수지 수혜 구역을 대상으로 토지 이용현황을 조사한 결과, 논은 84%를 차지했으며 이외 밭, 시설재배, 과수원 등이 16% 비중으로 나타났다. 또한, 도시와 거리가 가까울수록 논의 비중은 점점 줄어들고 밭의 비중은 늘어나는 추세였다.

이에 농어촌공사는 이번 연구를 통해 지표수와 지하수를 모두 활용하면서 수질과 수량을 효율적으로 관리할 수 있도록 ICT를 이용한 원격 자동 관수시스템을 갖춘 다기능 저류조 용수공급 시스템의 개발에 나섰다. 개발의 목표 기한은 2022년까지로 잡았다.

농어촌공사는 이번 연구 성과를 바탕으로 주로 논농사로 이용되고 있는 저수지 수량의 효율적 활용방안을 마련하는데 기초자료로 활용할 계획이다. 아울러 용수공급시스템과 수질개선기술을 융합한 새로운 기술을 개발함으로써 최근 다양해지는 농업용수 수요에 부합한다는 방침이다.

농어촌공사는 오는 2022년 12월까지 전국 농어촌용수구역에 대한 취약지구를 도출하고 용수구역 회복을 위한 회복력 검토 결과를 제시할 예정이다. 향후 저류조 용수공급 범위와 적정용량을 결정해 최적화된 용수공급 방안을 제시할 계획이다.


◆ 빅데이터 기반 농어촌지하수 이용정보 플랫폼 구축
 

농촌지하수관측정 모습. [사진= 농어촌공사 제공]

농어촌공사는 앞으로 빅데이터 기반 농어촌 지하수 이용정보 플랫폼을 구축해 대국민 이용정보서비스를 제공하고 가뭄 등 재해 예방에 앞장설 방침이다.

농어촌공사는 농어촌 용수구역별 지하 수위와 수질 악화 우려지역에 대해 2002년부터 114개시·군·구 582개소에 대해 실시간 지하수위, 수질, 수온을 관측하는 농촌지하수관측망을 운영해 오고 있다.

또한, 도서·해안 지역 농어촌 지하수에 대해서는 1998년부터 53개 시·군·구 224개소에서 농작물 염해피해를 예방하기 위한 지하수 해수침투를 관측해 오고 있다.

농어촌공사는 기존 농어촌지하수관리시스템으로 축적된 데이터를 기반으로 빅데이터를 구축하고 시스템을 고도화할 예정이다. 이를 통해 최근 심화하고 있는 기후재난에 대응하기 위한 정밀하고 정확한 정보를 제공할 계획이다.

현재 제공하고 있는 지하수위 예‧경보는 표준지하수위지수에 따라 정상-주의-경계-심각 등 4단계로 나뉜다. 관측지점에 설치된 관측망을 통해 1시간 주기로 관측된다.

시스템 고도화가 진행되면, 축적된 데이터를 기반으로 과거 지하수위의 변화와 가뭄 발생 시기와의 상관관계를 분석해 미래 지하수위 예측이 가능해진다. 이를 통해 재해예방 활용도가 높아질 전망이다.

분석된 자료는 가뭄 등 재난에 대비하고, 비상 용수로서 해당 지역 농어업에 사용할 수 있는 수량을 제시하는 지표로 활용한다. 지속가능한 수자원으로서의 활용도가 높아질 것으로 기대되는 대목이다.

수질 관측을 통해서는 농업용 관개용수 사용 가능 여부는 물론, 개발 가능량 이내로 지하수를 사용해 농촌 지하수 고갈을 사전에 방지할 수 있다.

공사는 예·경보의 정확성을 높이기 위해 오는 2028년까지 관측지점을 1444개소까지 늘릴 계획이다. 아울러 모바일로도 서비스를 확대해 일반인의 접근성 또한 높여나갈 계획이다.