August 20,2019

융합기술로 만든 농부로봇 등장

농촌 인력난 해결한다

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일본 역시 농업 인구가 급격히 감소했다. 지난 1960년 1천454만 명이던 농업인구가 2005년 335만 명으로 1천만 명 이상 줄어들었다. 고령화 현상도 심각하다. 2005년 기준 종사자의 58%가 65세 이상 노인이다.

이에 따라 농업 생산액도 지난 1990년 11조5천억 엔에서 2007년 8조2천억 엔으로 감소했다. 이런 상황에서 일본 정부는 농업·IT 융합기술에 큰 기대를 걸고 있다. 융합을 통해 지금의 인력난과 생산성 문제 등을 해소하자는 것.

▲ 농촌인구가 급격히 줄어들면서 인력난 등을 해결할 수 있는 로봇이 등장하고 있다. ⓒ이미지 투데이


한국무역진흥공사(KOTRA)에 따르면 최근 일본에서는 기존의 농업기술과 첨단 IT기술을 결합한 신종 융합기기들이 새롭게 개발되고 있다.

몸에 부착해 농사일 돕는 로봇 개발

동경 농공대학(東京 農工大學) 대학원에서는 지난 2007년부터 농업용 로봇 슈트를 만들고 있다. 농업용 로봇 슈트(Robot Suit)란 사람의 동작을 돕는 로봇을 말한다. 이 로봇을 착용하면 몸을 많이 사용하는 농부들의 신체 기능을 높일 수 있다.

어깨·팔꿈치·허리·무릎(4군데)에 왼쪽·오른쪽으로 두 개씩 모두 8개의 모터를 부착할 수 있는데, 로봇 속의 센서가 로봇 장착자의 움직임을 감지하면 모터를 가동해 농부의 움직임을 돕는 방식이다.

농공대학 대학원 관계자는 팔 작업이 필요한 포도 수확이나 무릎 사용이 많은 무 수확 시 60~70%의 노동력을 절약할 수 있다고 말했다. 이 제품은 올해 안에 시판예정이며, 가격은 대당 3천 달러 수준인 것으로 전해졌다.

지난 2007년부터 ‘자동주행 모내기 로봇’을 개발한 일본 중앙농업 총합연구센터는 지난 2008년 시중에 판매를 시작해 경제산업성으로부터 ‘올해의 로봇’ 상을 수상했다.

이 로봇은 모내기 기기 내에 RTK-GPS와 IMU(관성측정장치)를 연결해 경사진 곳과 작업 진행 방향을 스스로 예측할 수 있도록 만들었다. 그 결과 컴퓨터로 로봇 운동범위를 조절하면 스스로 모내기를 할 수 있는 자율주행이 가능하다.

작업량도 매우 뛰어나다. 3천m2 면적의 논에서 모내기를 다 마치는 데 50분 정도면 충분하다. 가격이 비싼 것이 흠. 일반 모내기 기기 가격이 250만 엔인데, 이 모내기 로봇은 500만~750만 엔 수준이다.

그러나 가격이 비싼 만큼 기능이 뛰어나 노동력과 노동시간을 충분히 절약할 수 있다는 것이 연구센터의 설명이다. 또 모내기 로봇에 들어 있는 위치 측정 기술, 기기 제어 모즐 등을 수확기, 경운기 등에 적용해 대다수 농업과정을 무인화할 수 있다는 주장이다.

▲ 미국 컬럼비아대 딕슨 데스포미어 교수가 소개한 식물공장 가상도. 농업과 IT가 결합된 융합기술 결과다. ⓒThe Vertical Farm 홈페이지


일본 생물계 특정산업 기술연구지원센터와 SI정공은 지난 2002년부터 딸기 자동수확 로봇을 개발해왔으며, 지난 2008년 이 로봇을 시판하는 데 성공했다.

이 로봇에는 카메라 3대, 편광 필터 부착 LED조명 5개, 초음파 센서 등을 부착해 매우 다양한 기능을 수행할 수 있도록 하고 있다. 딸기 밭 사이로 레일을 깔아주면 야간에도 레일 위를 이동하면서 딸기를 자동 수확할 수 있다.

또 좌우 카메라로 익은 딸기만을 선택할 수 있다. 딸기를 가까이 끌어당겨 가위로 절단할 수 있는데 3차원 위치 측정 장치가 부착돼 거의 오차가 없다고 보면 된다. 딸기 한 개의 수확시간은 9~12초, 성공 수확율은 51~69%로 나타나고 있다.

농업·IT 기술의 핵심 솔루션은 센서

관계자들은 농업·IT 기술의 핵심 솔루션이 농업용 전문 센서라고 설명하고 있다. 일본에서는 그동안 농지성분 분석센서, 초정밀 GPS 위치정보 센서, 비접촉 성분 측정 센서 등을 개발했으며, 현재 농지의 강도, 공기량 측정 센서 등을 개발 중이다.

농업·IT 융합기술이란 기존 농업기술에 자동제어·센서·광원·RFID·유무선통신 등의 IT기술을 접목한 것이다. 새롭게 등장하고 있는 첨단 IT기술들을 활용해 농촌 지역의 인력난, 작황관리는 물론 생산·유통·판매에 이르기까지 당면한 문제들을 해결해나가자는 의미다.

농업·IT 기술을 크게 노지형, 시설형(온실형), 식물공장형으로 구분하고 있는데, 현재 이 분야에서 가장 높은 기술력을 인정받고 있는 국가는 네덜란드다.

네덜란드는 지난 수십 년간 누적된 데이터와 재배환경 최적화 노하우를 기반으로 다양한 센서와 제어 솔루션들을 개발해왔으며, 현재 이 기술들을 활용해 네덜란드 농산물의 생산량·품질을 세계 최고 수준으로 높여나가고 있다.

KEIT(한국산업기술평가관리원)에 따르면 네덜란드의 HortiMax사는 현재 다양한 센서와 날씨 정보를 이용해 농업기상정보를 예측하고 이를 농업시설 내 온도 편차 최적화에 활용할 수 있는 솔루션을 제공하고 있다.

국내에서도 지난 2005년부터 동부정보기술 등에서 RFID/USN 기술을 기반으로 시설원예 환경관리를 위한 다양한 시범사업을 벌여왔다.

KT에서는 지난해 5월 농업현장 모니터링을 위한 스마트 팜(Smart Farm) 서비스를 선보였다. ETRI는 USN 비들웨어 플랫폼 기술을 활용해 농업융합 응용서비스에 적합한 플랫폼 기술을 개발했으며, 현재 식물공장을 지원하는 플랫폼 기술을 개발 중이다.

그러나 아직 기술개발 초기인 만큼 장기적인 활용과 보급을 위해 기기들에 표준체계를 적용하거나 매뉴얼을 도출하는 데 어려움을 겪고 있다. 농업·IT 분야 융합기술 개발에 더 큰 관심을 가져야 한다는 것이 관계자들의 주장이다.

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