밭농업기계 연구개발 일관성 유지중요

밭농업기계 관련 특허증가…파종·정식 등 추가연구 필요

향후 전자·정보·전산 등 솔루션형 영농기술시스템 변화예상

농업경쟁력 제고방안을 찾고, 신개발밭농업기계 현장보급을 위한 밭농업기계 현장 페스티벌이 오는 12~13일 양일간 경북 상주농업기술센터에서 개최된다.

이번 행사는 산·학·관·연 협업을 통한 미래 밭농업기계화 정보공유와 발전방안을 모색하기 위해 농림축산식품부·농촌진흥청·지자체·학회·농업인 등 250여명이 참석할 예정이다. 특히 4차 산업혁명 대응을 위한 밭농업기계 발전방안 세미나가 개최돼 시선을 모으고 있다. 이번 세미나에서 다루게 될 주요내용에 대해 미리 살펴본다.

◇밭농업기계 개발 R&D현황(전현종 국립농업과학원 연구관)

 정부는 밭농업기계화율을 2016년 58.3%에서 2022년 75%로 확대하는 것을 목표하고 있다. 이에 농촌진흥청은 올해부터 콩(논)과 무, 배추, 양파, 마늘, 참깨, 인삼 등 재배양식 표준화 및 전과정기계화 기술개발을 진행할 예정이다.

재배면적과 기계화 정도, 경제성 등을 고려해 고추, 배추, 무, 마늘, 양파, 인삼(원예 6종)과 감자, 고구마, 콩, 참깨(식량 4종)를 밭농업기계화 대상작물로 선정했다. 대상작목은 올해를 시작으로 2022년까지 기계화 로드맵이 설정된다. 특히 기계화가 미흡한 파종·정식·수확기를 우선개 발하고, 고성능, 여성친화형 소형, 경량, 자동화기계를 개발한다는 방침이다. 개발된 기계는 현장적응성 시험 및 현장평가를 진행한다. 

농진청에서는 2020년까지 무·배추, 양파·마늘, 참깨·들깨의 생산 전과정 기계화기술개발을 위해 대학과 산업체와 협력하기로 했다. 우선 농업용드론의 약액 정밀분무시스템 최적화 기술개발(농진청·대학), 들깨 수확용 예취기·탈곡기 범용화 및 성능개선(농진청)을 진행한다.

잡곡기계 정식용 육묘 및 기계화 기술향상과 간척지용 트랙터 성능개선(농진청·대학·산업체)은 물론, 여성친화형, 현장맞춤형 기계개발에도 적극적으로 나설 계획이다. 이를 위해 트랙터 작업기 탈부착방법 개선연구와 3륜형 승용관리기 및 부착작업기 개발(농진청·대학·산업체)도 진행한다.

밭농업기계개발 R&D촉진을 위해선 밭농업기계 연구개발과 보급정책의 지속적 일관성 유지가 필요하다. 또 밭농업기계 보급확산을 위한 ‘신기술농업기계 지정’심사를 강화하고, 정부 밭농업기계 개발 R&D사업에 대해 산업체의 공동연구 참여도 확대해야 한다. 끝으로 영세산업체의 우수개발기계와 중견산업체 공동이익을 위해 협업이 강화돼야 할 것이다.

◇밭농업기계 ARC연구동향(하유신 경북대학교 책임연구원)

2016년 농림식품기술기획평가원에 따르면 국내외 밭농업기계 특허는 1980년 이후 증가하다 2000년에 최대치인 532건을 기록했다. 우리나라도 밭농업기계 특허건수는 증가추세다. 그중 수확부분 특허가 가장 많았으며, 파종·정식, 재배관리 등에 대해 연구가 추가적으로 필요한 것으로 나타났다.

기술분포는 특화기술 중 첨단기술분포가 가장 많았으며, 원천기술이 가장 적었다. 작물별 특성을 반영한 특화기술 비중이 공통기술보다 높게 나타난 점을 미뤄보아 작물별 공용화기술개발이 가능할 것으로 전망된다. 원천기술은 기계화를 위한 가장 기본적인 기술로 농진청의 지속적인 연구개발과 함께 작목별 특화기술 및 전체 작목적용을 위한 공통기술 개발이 필요할 것이다.

또 첨단기술은 다양한 ICT기술과 원천기술을 접목한 응용기술로 인해 농축산부와 산업부, 과기정통부 등 타부처와 연계를 통해 개발이 필요하다. 작물별 일관작업기는 여성과 고령자도 손쉽게 사용할 수 있도록 자주식 승용형으로 개발하고, 특히 밭농업기계는 현장 편리성과 경량화, 내구성, 작업능률 향상에 적합한 고추, 양파, 마늘, 콩, 잡곡류의 정식, 수확기계의 우선적 개발이 필요할 것이다. 

◇농업기계 신뢰성 평가 및 방향(이익봉 농업기술실용화재단 책임연구원)

신기술농업기계 대상기종은 동력파종기·정식기·수확기이다. 대상작물은 배추와 고추, 무, 마늘, 양파, 감자, 고구마, 콩, 인삼, 참깨로, 선정되기 위해선 종합검정성적서 등과 함께 농촌진흥청 농자재산업과에 신기술농업기계 신청을 하면 된다.

검정기준은 대형기종일 경우 1일 1ha(3000평) 전후작업이 가능한 모델(작물특성별로 차등적 용)이어야 하고, 내구성을 평가하기 위해 50a(1500평) 연속운전시험이 진행된다.

신기술농업기계 지정은 일반융자지원기종과 달리 작업정도 기준강화 및 작업능률 기준을 설정한 것이 특징이다. 예를 들어 동력파종기는 조별 파종량 편차가 융자기종이 ±10%이내였다면 신기술기종은 ±5%이내이다. 작업능률 검정은 융자기종은 없었던 반면, 신기술은 마늘 60분/10a이내, 무·콩·참깨 48분/10a이내, 인삼 90분/10a이내이다.

감자파종기의 경우 결파율은 3% 이내로 같지만, 융자기종이 작업능률 검정이 없었던 반면, 신기술기종은 60분/10a이내여야 한다는 기준이 설정됐다. 동력정식기는 융자기종이 경사지 작 업여부 검정이 없었던 반면, 신기술 기종에는 5°이내여야 한다. 주간 및 조간거리 편차는 융자기종이 20% 및 10%이내였다면 신기종은 10% 및 5%이내여야 한다. 

◇4차 산업대응 ICT농업기계 국내외 기술동향(김학진 서울대학교 교수)

농업분야에서 4차 산업혁명 대응의 주요 키워드는 스마트팜이다. 스마트팜을 구현하기 위해서는 농기계와 관련 공학기술은 필수적 요소이다. 그 발전은 전자화와 로봇화, 정보표준화, 지능 화가 기반이 된다. 특히 농기계기술은 Connected Farm기술로 발전할 것이며, 이를 위해 기계와 전자, 정보, 전산, 재배기술을 포함하는 솔루션형 영농기술시스템으로 변화할 것이다.

현재 기상정보와 센싱, 작물상황 등을 토대로 ICT농업기계가 발전하고 있지만, 분석에는 한계에 직면해있다. 미래에는 과거 데이터로부터 최적의 농작업정보 획득 및 처방·관리를 통해 정밀·스마트농업으로 발전할 것이다.

우선 노지농업의 경우 미국은 농부들이 실시간 단위로 정확하게 모니터를 요하는 핵심 파종정보를 iPad화면으로 제공해 파종기의 작업수행 현황 및 결과를 기록하고 있다. 이를 통해 농경자문 전문가들과 데이터 공유·수집된 정보들은 파종기의 최적기능을 설정하고 잠재적 문제점들을 진단한다.

또 경작지 탐색 및 타 농경지 영농의 의사결정지원 등에도 활용된다. 특히 글로벌 선도기업은 트랙터 등 다양한 농기구, 기상대, 국제곡물시장 등 농업과 관련된 모든 정보망을 연결해 빅데이터시스템을 구축하고 농경지에서 생산성을 높이고 있다.

특히 몬산토(Monsanto), 듀퐁 (Dupont) 등 다국적기업은 세계전역에서 옥수수, 대두 등을 계약재배하고 있는 농부들의 빅데이터를 활용한 처방식 재배방식을 보급해 증산에 성공한 것으로 알려졌다.

국내에서는 2014년 동양물산기업(주)이 경로생성 및 탐색알고리즘, 제어기, GPS, IMU센서, 조향제어시스템 등을 기반으로 자율주행농기계를 개발했다.

지난해 서울대에서도 사다리형 포장 자율 경운을 실험한 결과 숙련작업자(33년 경력)보다 전체 작업시간 및 작업효율 등이 우수했다. 이에 서울대에서는 밭작업용 트랙터를 위한 실시간 주행기준선 추출 알고리즘을 개발하고 있다. 

◇밭농업기계 산업동향 및 발전방향(천원기 (주)아세아텍 부장) 

지난 2000년부터 올해 4월까지 (주)아세아텍이 공급한 전국 지역별 밭농업기계(보행관리기) 공급율을 보면 경상지역이 37.9%로 가장 높았다. 이어 호남지역 20.7%, 충청지역 20.5%, 경기지역 15%, 강원지역 6%순이었다.

지역별 주요 밭농업기계 사용실태를 보면 중부지방에선 강원도가 고랭지 작물 휴립작업과 비닐피복작업, 방제작업 등에 보행관리기를 사용했다. 호남지역에선 영광이 대파 북주기작업과 고랑제초작업에, 정읍·김제지역이 고구마 줄기파쇄작업에 보행관리기를 이용한 것으로 나타났 다. 영남지역의 김해에선 대파 북주기작업과 보행관리기를 고랑제초작업에 사용했다. 지역마다 다양한 밭작업에 소형관리기를 사용하는 것으로 나타났다.

최근 다수의 농업인은 작고 가볍고 사용하기 쉬운 관리기를 원하고 있다. 여성농업인과 고령농이 증가한 만큼 작업성 향상을 위해 다목적 소형관리기가 필요해진 것이다. 아세아텍은 한국기계연구원과 충남대학교와 함께 하나의 기계로 다양한 작업이 가능하고, 작물재배 특성에 맞는 작업조건을 구현할 수 있는 관리기를 공동개발했다.

특히 다기능 작업기류 운용에 적합한 소형관리기는 상추와 배추 등의 각종 엽채류 작물과 딸기, 수박, 참외, 오이, 토마토외 과채류의 노지 및 시설재배 등 다양한 밭작업에 적용할 수 있다.

최근 개발한 승용디젤관리기는 4륜 조향시스템의 최신 CAN통신 전자시스템으로 효율적이며 고장율이 거의 없다. 또 4륜 조향유압시스템을 채택해 선회 및 직진 시 부드러운 조작이 가능하다.

계기판은 모든 작업상태를 한눈에 볼 수 있어 운전 및 조작이 편리하다. 경운·정지, 파종, 휴립, 비닐피복, 시비, 제초 등 다양한 작업이 가능하고, 소형트랙터와 같이 손쉽게 부착할 수 있는 3포인트 장치 및 수평제어 장치를 채택해 여성농업인과 고령인이 쉽게 사용할 수 있다. 

김창수  csk@alnews.co.kr

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