GPS를 활용한 농업분야 빅데이터 플랫폼의 진화

얀마농기의 SAR·리모드센싱 시스템 두각···밥맛까지 좌우한다

대동·국제·동양도 기술도입 추진···경제성 이유로 상용화 걸림돌

얀마농기코리아(주)에서 제공중인 GPS를 활용해 실시간의 전국에 공급된 트랙터·콤바인의 가동상태를 보여주는 모니터링 화면

어그테크(AgTech)는 농업(Agriculture)에 기술(Technology)을 결합한 용어다.

전통적인 농업방식이 사람의 노동력에 절대적으로 의지하는 방식이었다면, 어그테크는 빅데이터, 인공지능(AI), 클라우드, 로봇공학, 자율주행, 정밀농업 등 첨단기술을 접목해 노동력은 줄이고 생산성과 효율성을 높이는 것에 주안점을 둔 농업방식이다. 부족한 인력을 대체하고, 생산원가를 줄여 제한된 자원을 효율적으로 이용하려는 노력들이 고령화된 농촌의 농업생산성을 높여줄 견인차가 될 것이다. 우리 농촌의 고령화 및 인력부족을 해결할 수 있는 해법으로 주목을 받고 있는 국내 ‘어그테크’의 현주소를 살펴본다. <김재완 기자>

◆농업의 패러다임 전환

농업은 식량안보, 환경보전, 생물 다양성 보전 등 다원적 기능이라는 공공재 역할을 수행하는 매우 중요한 산업이다. IoT기술을 활용한 원격관리 시스템으로 노동시간을 단축하고 온도와 습도, 관개시설 등을 스마트폰으로 확인해 작물을 최적화된 환경에서 통제하고 자동화 할 수 있다면 농업 인력난, 고령화의 고질적인 문제들을 해결할 수 있다. 더욱이 양질의 일자리를 창출하고 도시 실업문제 해소에도 도움이 되며 환경 보전과 생물 다양성 보전에도 일조할 수 있을 것이다.

◆정밀농업의 핵심

무엇보다 농산물의 양과 질을 높일 수 있다. 작물과 가축의 상태도 모니터링 시스템을 통해 작물에서 병충해를 관리하고, 가축에서 발병할 수 있는 질병을 미연에 차단하기 위해 실시간으로 관찰하고 신속하게 대응함으로써 수확량과 손실을 최소화함으로써 양질의 작물과 가축을 생산할 수 있다.

노지에서의 드론활용은 모니터링과 분석을 실시간으로 보여주고, 빅데이터로 수집되어 보다 정밀한 예측영농을 가능하게 한다. GPS를 활용한 위치정보에 광학기술을 접목하고 작물의 생태환경을 진단하고 처방하는 서비스가 빅데이터 플랫폼을 기반으로 진행된다. GPS를 이용한 위치정보와 광학기술의 접목은 작물의 상태를 관리하고 무인항공기 데이터, IoT센서 및 기상정보 등 타 분야에서 제공되는 데이터를 종합해 농업 의사결정에 도움이 되는 정보를 제공하는 어그테크는 명실상부 정밀농업의 핵심이라 할 수 있다.

◆빅데이터의 통찰력

이처럼 드론을 활용한 솔루션 제공에 있어서 영상과 이미징(imaging)기능의 가치도 중요하지만, 다양한 환경에서 벌어지는 문제들을 해결하기 위해서는 알고리즘을 포함한 데이터 분석도구와 모델을 활용해 기존에 확보할 수 없었던 통찰력을 신속하고 정확하게 얻을 수 있다는 점도 특기할만하다.

데이터 기반의 미래농업은 환경정보, 투입재 정보, 기상정보, 생육정보, 병해충 방재, 수율정보 등 모든 정보를 관리한다. 지능 정보기술에 의해 농․산업 주체들이 최적으로 연결되어 과거의 경험기반 농업에서 데이터 기반의 지능형 농업으로 전환되고 있다.

◆4차 산업혁명의 아이템

4차 산업혁명의 핵심 아이템들은 데이터를 기본으로 하고 있다. 데이터가 그만큼 중요하다는 것이다. 빅데이터의 핵심은 정보들 사이의 관계를 파악하고 이해하는 것이다.

데이터 분석의 이점으로 얻어지는 효과에 대해 한국국토정보공사 산하 공간정보연구원 발표자료에 따르면 수익향상 76%, 신시장 개척 72%, 서비스개발 70%, 일자리 창출 61%, 고객의 요구사항 충족 79%가 향상되는 것으로 나타나고 있다. 빅데이터를 활용해 이전에 불가능했던 새로운 통찰이나 새로운 형태의 가치를 추출해내는 일은 다양한 산업분야에서 많은 변화를 가져오고 있다. 다시 말하면 정밀농업의 핵심은 데이터로부터 가치를 창출하는데 있다. 농업분야 공간정보 빅데이터 분석체계를 구축해야 할 이유가 여기에 있는 것이다.

◆얀마 SAR 시스템 사례로 본 농기계의 진화

얀마에서 구축하고 있는 SA-R(Smart Assist Remote) 시스템은 트랙터와 콤바인에 GPS 안테나와 통신단말기를 창작해 농기계의 가동상황, 가동일수, 부하율, 연료소비량을 기록하고 수집한 정보를 바탕으로 고객의 기계관리를 지원하는 시스템 서비스다. 즉 스마트어시스트는 농기계의 종합적인 정보를 수집하고 이를 체계화해서 농기계 수명을 연장하며 작업방법과 관리방법 개선을 통해 농기계 사용자의 농업 경영지원을 실현하는 새로운 농업 형태를 말한다.

얀마농기코리아(주)는 콤바인과 트랙터 대부분의 모델에 스마트어시스트 시스템을 적용한 ‘GPS 활용 고객지원 서비스’가 기본 장착되어 무상 서비스되고 있다. 얀마농기코리아(주)의 고객지원은 농업기계를 단순히 경운, 정지 또는 작물을 수확하는 일에 그치지 않고 사용자의 농업경영에 활용할 수 있는 종합솔루션을 제공하는데 두고 있다.

특히 콤바인은 연중 사용시간이 짧아 가동 중 고장방지와 빠른 대응이 중요하다. SAR은 본사와 전국의 5개의 서비스센터, 각 지역의 대리점에서 실시간 기대의 가동상태를 확인할 수 있는 ‘가동상황 점검 모니터’를 운영해 해당 권역의 기대를 실시간 감시하고 있다. 만일의 도난 시에도 신속한 위치 파악과 대응이 가능하다는 주장이다.

얀마는 SAR 시스템을 통해 전국에 공급된 콤바인의 고장유형 543개, 트랙터 고장유형 352개의 에러 내용을 전자제어방식으로 분석해 실시간으로 중앙관제실과 지역대리점 모니터에 가동상태를 확인할 수 있도록 했다. 가동 중 예기치 못한 고장이 발생한 경우 에러 내용을 원격으로 확인해 고장 부위를 특정할 수 있으므로 보다 빠른 대응을 할 수 있게 된다. 이는 고장으로 인한 Machine Down(고장에 의한 가동 불가)을 최소화해 기대고장에 의한 적기영농을 놓치지 않게 하려는 배려다.

또한 농번기 시즌이 종료되면 시즌 중의 가동상황 진단서를 발행해 사용자에게 통지한다. 이는 기계를 최적의 상태로 운행할 수 있는 가이드라인으로 활용할 수 있다.

◆융․복합 첨단기술의 확장성

SA-R 시스템을 통해 농업 경영의 조언을 받은 농가는 ‘리모트센싱’을 통해 처방전을 받아 수확량 증가와 밥맛 향상을 예측할 수 있는 범위까지 영농기술의 확장성을 갖도록 했다.

리모트센싱(Remote Sensing)이라는 단어는 국내에 아직 생소한 개념이지만, 일본에서는 이미 2014년부터 상용화를 위해 정부지원 하에 산학협동으로 연구해 2017년에 이 연구 성과를 바탕으로 카메라렌즈로 유명한 광학기기 전문기업 코니카미놀타와 얀마농기가 “팜아이(FarmEye)”라는 조인트 벤처기업을 설립했다. 이 팜아이가 제공하는 서비스명이 ‘리모트센싱’이다. ‘리모트센싱’은 포장을 특수촬영장비로 촬영한 후 이를 시각화하고, 핀포인트로 처방을 내려주는데, 사람으로 치면 ‘건강진단’과 같은 개념이다.

예를 들면, 900평에 심겨진 벼 6만주를 30m 상공의 드론으로 촬영 1분 만에 6만주 전체의 생육상태를 한눈에 파악할 수 있도록 해준다. 잎색(NDVI), 분얼수(식피율), 생육량을 계측하고 이를 지도로 볼 수 있도록 시각화해 개인의 스마트폰이나 PC로 확인하는 서비스다.

카메라 렌즈의 광학기기 기술과 농기계 융합의 결합기술이라고 볼 수 있다. 코니카미놀타의 특수카메라 해석기술이 촬영한 수십 개의 포장에서 잎색 상태가 나쁜 포장부터 처방전을 놓거나, 각 포장마다 생육이 좋고 나쁜 곳을 핀 포인트로 처방한다. 이 처방 과정을 통해 그해에 무인헬기를 띄워 가변추이를 결정하게 된다. 1제곱미터 단위로 포장을 나누어 생육이 좋은 곳에는 비료를 적게, 반대로 나쁜 곳에는 비료를 많이 살포하고, 다음 년도 퇴비살포기와 비료살포기를 가변적으로 시비한다. 쟁기질이나 심토경운도 포장상황에 맞도록 처방하는 방식이다.

이러한 과정은 결과적으로 수확량 증가 및 밥맛 향상으로 농가의 수익증대를 실현한다. 실제로 2018년 전남 순천지역에서는 얀마농기코리아의 리모트센싱 시스템을 도입, 가변추이 처방을 받아 900평당 120kg(건조 후 기준)의 수확량 증가효과를 본 것으로 나타났다.

지금은 밥맛 좋은 고품질 쌀이 농촌의 경쟁력이 되는 시대다. 실제 리모트센싱을 활용해 진단과 처방한 논에서 생산된 벼를 분석한 결과 일반적인 품질의 밥맛 정도인 8.1%의 단백질 함유량의 벼로 판정받기도 했다. 최상급 품질의 쌀은 단백질 함량이 7.2% 수준으로, 쌀의 단백질 함량이 낮을수록 밥맛이 좋은 것으로 알려지고 있다.

정밀농업의 기술적용이 밥맛까지 좌우하는 시대가 되고 있는 것이다. GPS를 활용한 농기계분야 기술적용은 이미 미국 및 유럽의 메이저 제조업체는 물론 얀마, 구보다에서 본격 도입을 서두르고 있다. 국내에서도 대동, 국제, 동양 등이 기술도입을 준비 중인 것으로 알려지고 있지만 상용화에 있어서 경제성을 이유로 난색을 표하고 있는 것으로 전해지고 있다.

김재완 기자  eliesie@alnews.co.kr

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