농업의 4차 산업혁명; 맞춤형 정밀 농업 > News Insight

  지난해(2016년)초, 농림축산식품산업의 효율적 발전을 위하여 미래 창조농업이란 주제로 국가미래연구원 김광두 원장과 농업중앙회 김병원 회장을 중심으로 수차례 토론을 한 바가 있다. 주요 토론자로는 기초원천, 바이오, 소프트웨어 등 전 정부 출연연구기관장들과 농업, 바이오, IT기업 및 농업스타트업 대표가 참석하였다. 

심도 있는 토론 결과를 중심으로 2016년 7월에 농협중앙회는 국가미래연구원과 농업중앙회 대표를 공동위원장으로 하는 “창조농업 추진위원회”발족하였다. 바이오 분야 대표로 토론에 참석하였고, 농업 분야도 획기적 생산향상을 달성하기 위한 체질개선을 위해서는 시대적 조류인 4차 산업혁명을 적극 수용해야 한다는데  인식을 함께 하였다. 아울러 농업현황을 분석하여 문제점과 발전 장애요소를 도출하고 이를 근거로  해결책이나 대안을 마련함으로서 앞으로의 농업 성장방향을 생각하였다. 

 농업분야 생산성을 높이기 위해서  농림축산식품부는 1차 산업인 농업에 2차, 3차 산업을 합한 6차 산업으로 발전시켜 부가가치를 높이고자 노력하고 있다. 기존 6차 산업에 BT, ICT 등의 기술을 도입한 융·복합(α)산업으로 새로운 시장을 창출하여 농업영역을 더 확대하고자 하는 6+α산업으로 체질개선을 하고 있다. 

농업 생명산업의 정의도 기존의 “생명기술을 활용하여 차별성 있는 신품종 육성, 기능성식품, 신물질 소재 등을 생산하는 산업”에서 “----생산, 가공, 유통하는 산업과 이를 통한 융 복합 산업 (진한 글씨 부분이 추가)”으로 확장하였다. 인삼, 은행잎, 주목나무와 같은 1차 생산물인 천연생물자원 부가가치가 2,3차 산업으로 전환됨에 따라 적어도 수백 배에서 심지어 수만 배로 가치를 상승시킬 수 있다고 한다. 특히, 융복합기술을 이용한 신 시장의 창출은 최근 활발히 진행되고 있는 제4차 산업혁명과 맥을 같이 하여 효율성도 클 것으로 판단된다. 

미국의 The Wall Street Journal(2015.4)에 의하면  2014년 미국 농 식품 분야의 벤처 캐피탈의 투자는 4억8천6백만 달러(5,560억 원)로 전년대비 54% 급증하였다. 핵심 투자분야는 정밀농업(Precision Agriculture), 실내경작(Indoor Farming), 식품안전(Food Safty), 대체식품(Alternative Foods), 농업용 로봇(Farm Robots)등이고, 빅데이터, BT, AI, IoE, Drone, VR, Cloud, 3D printing과 같은 4차 산업혁명의 핵심 활용기술 분야이기도 하다. 

 근래의 농업 생산기술의 가치 흐름을 크게 4개의 세대로 구분하여 설명할 수 있다. 제1세대는 생명과 생존을 위한 생산성 극대화에 초점을 맞춘 시기로 생산량이 많은 통일벼개발이 중요한 예가 된다. 생산된 농산물의 맛은 물론 영양과 같은 품질을 높이는 제2세대를 거쳐 안전성과 친환경에 방점을 두는 제3세대에는 유기·친환경농업이 대세를 이루었다. 인간 중심의 맞춤형 정밀농업에 초점을 두고 전개될 제4세대 농업의 주 내용은 개인 맞춤형식품, 환경보호와 동시에 생산을 극대화하는 정밀 농업, 외부기후, 토양환경 및 병충해에 무관한 실내농업, 인간 노동력을 대체하는 농업용 로봇 등이 주요 기술이다.

 제4세대 농업기술가치 흐름인 맞춤형 정밀농업은 제4차 산업혁명의 핵심기술과 방향성이 같음을 알 수 있다. 농업에서 제4차 산업혁명을 성공적으로 정착시키기 위해서는 6+α농업 주인공인 다양한 인적자원의 활용과 수요/공급을 조절 및 확장시킬 신 생산기술 개발이 매우 중요하다. 따라서 여기에서는 농촌인력과 생산이란 관점에서 4차 산업혁명을 수용할 농촌사회의 적극적 자세를 고찰하려고 한다. 

  노동인력의 고령화 문제가 현재의 농업생산 현장에서 가장 어려운 점 가운데 하나다. 농촌에서 젊은 사람을 찾아보기가 힘든 점은 우리나라뿐만 아니라 가까운 일본도 마찬가지다. 중요한 4차 산업혁명 기술들은 기존의 농부보다는 젊은 사람들에게 훨씬 익숙한 분야가 많아서 농촌에 젊은 피의 수혈은 농촌미래를 위해서 반드시 필요하다.  

 국가적으로 젊은 일자리 창출이 절실한 현시점에서는 농촌에 젊은 인재영입이 쉬울 것 같지만 현실은 그렇지도 않다. 힘든 농사, 현재로는 충분치 않은 개인수입과 부족한 농촌의 편의시설로 아직은 젊은 사람이 농촌에 접근하기에는 여전히 어려움이 많다. 젊은 인재의 농업영입을 위해서는 농촌, 농업에 대한 일반 국민들의 사고의 변화도 절실히 필요하다. 농업인이란 의미도 단지 농사를 짓는다는 1차 산업에 종사하는 사람으로 국한하지 말고 농업에 관련된 2, 3차 및 융합 산업에 종사하는 모든 사람으로 확대되어야 한다. 

결국 농업현장은 현재 직접 농사를 지으면서 쌓은 경험과 BT, ICT등 4차 산업혁명 기술 간의 기술융합을 유도하면서 자연스럽게 젊은 피 수혈로 기존농부와 시너지가 있는 인력 융합이 일어나게 하여야 한다. 귀농이나 창농을 하여 성공적으로 농촌에 정착이 어려운 가장 큰 이유는 장기간 경험에 의해 얻어진 영농기술을 단시간에 습득하기 어렵기 때문이다. 특히 다양한 기후 및 환경 변화, 돌발적 병충해 발생 등에 적절한 대처방법 미숙으로 농사를 실패할 확률이 매우 높다. 변화에 따른 수많은 농사경험을 신세대 농부와 협력하여 소프트웨어(Software)할 필요성이 크다는 이야기다. 

스마트 농장(SMART Farm)은 외부 환경이나 돌발적인 상황과 무관하게 가장 좋은 환경에서 최고의 수익을 보장 할 수 있는 장점이 있다. 조류독감과 구제역때문에 국가적으로 큰 어려움을 겪고 있는 축산분야도 미래에는 외부 환경과 격리된 스마트 사육시설에 대한 고려도 필요하다고 생각한다. 축척된 영농경험을 빅데이터화 하면, 이세돌 9단에게 바둑을 이긴 알파고와 같이 인공지능으로 Deep learning하여 생산성이 높은 영농기술로 계속 진화시킬 수 있다. 

지난 2016년 4월 은행권 청년창업재단 디캠프(D Party)에서는 식물포기마다의 생육 데이터를 수집한 IoT기술, 기계화된 스마트 팜에서 인공지능에 의한 획기적 생산성 향상기술, 생산,출하,판매,거래,회계,회원관리 등을 소프트웨어화하여 고객의 미래 수요를 충족시킨 기술 등으로 성공적으로 매출을 올린 IT기술기반으로 창업한 벤처가 많이 소개되었다. 

 놀라운 점은 농업을 전공하지 않은 IT출신에 의해서 4차 산업혁명 기술로 창업이 이루어지면서고 성공적으로 사업을 한다는 점은 대단히 긍정적이다. 경험보다는 데이터 기반의 인공지능을 영농에 이용하는 것이 가능해짐에 따라서 데이터 자체도 굉장한 가치를 가지게 되어 신산업 창업 자원으로 대두되고 있다. 제4세대 산업혁명 기술이 농업과 빠르게 성공적으로 융복합된다면, 농협중앙회에서 추구하고 있는 농가소득 5,000만원도 빠른 시간 내에 충분히 달성할 수 있게 될 것이고, 특히, 농업 4차 산업혁명에 필요한 융합기술은 파급성이 커서 창농으로 이어지면서 신 시장 창출에 원동력이 될 것이다. 

  농업생산에 있어서 가장 큰 문제점은 대략 세 가지로 요약해 볼 수 있다.

 첫번 째는 수요/공급 예상이 어렵다는 점이다. 우리 농촌은 특히, 소규모농가가 분산되어 있어서 수요에 맞는 적절한 공급량 결정하기가 매우 어렵다. 흔히, TV에서 잘 지은 농작물을 제 값을 받지 못해서 수확하지 않고 갈아엎어 버리는 경우를 종종 본다. 수요가 수반되지 않는 과잉생산을 없으려면 수요/공급량에 대한 정확한 정보분석이 필요하다. 단위농가나 작목반간 자율적으로 거점화로 분자경제 체계를 도입하고, 지역별 수요에 맞는 공급 정보분석으로 수요가 있는 농작물 선택이 가능하여야만 Output(생산)=Outcome(소득)이 가능하여 안정된 농가소득을 얻을 수 있다. 

 두 번째는 1차 농업물의 상품가치를 높이는 2차 가공 산업의 도입 시 창의적 차별화가 되지 않아 부가가치가 크지 않다는 점이다. 비교적 단순하고 잘 알려진 제품인 술, 엿, 장류, 곶감, 식물의 설탕 추출물 등이 주를 이루지만 차별성이 없고 중첩되어서 2, 3차 산업으로 전환하여도 경제적 효과가 크지 않다. 

 새로운 발상과 아이디어를 중심으로 다양한 2,3차 산업의 융복합 기술로 소비자수요에 맞는 창조적인 가공·유통기술 개발이 절실하다. 미국의 스탠포드(Standford)대 패트릭 브라운교수가 창업한 “Impossible Food”를 예로 들 수 있다. 식물성 단백질을 로 만든 “가짜고기”를 햄버거 중간에 들어가는 “패티”로 만들어 판매하는 벤처로 시작하였다. 이 회사는 구글(Google)의 빌 게이트를 비롯한 많은 미국, 스위스, 한국에서도 막대한 투자를 받아 높은 기업가치를 평가받고 있다. 

 우리나라에서도 육류를 먹지 않는 채식주의자에게 판매하고 있는 콩고기와 크게 다른 점은 콩뿐만 아니라 6종의 농작물 단백질에 식물성 지방, 아미노산 비타민을 넣어서 기존의 콩 고기는 보다 훨씬 쇠고기와 가깝고, 쇠고기보다도 영양적 가치가 높게 만들어 식품 평가전문가들에게 호평을 받았다. 

콩고기라는 기본 개념을 깨고 식물성 지방을 첨가하여 고기 맛을 향상시키면서도 성인병에 관련되는 동물지방의 포화지방산을 건강식품인 식물의 불포화 지방으로 대체하였다. 특히, 개인의 기호에 따라 식물의 단백질의 종류도 바꿀 수 있고 지방, 아미노산 및 비타민함량을 개인 맞춤형으로 할 수 있다는 큰 장점을 가진다. 굉장히 어려운 기술이 아닌 아이디어에 의한 복합기술임을 알 수 있다.

세 번째는 농업생산에 사용되는 토지와 고가의 농기계 문제로 주로 하드웨어분야인데 해결책은 공유경제 체계를 받아 들여 농가부담을 줄이고, 유휴 토지나 농기계의 활용을 증가시켜 수익을 늘여야 한다. 공유경제 체계는 자본력이 부족하지만 아이디어를 가진 초보자가 쉽게 창업할 수 있게 하여 농업 일자리 창출에 큰 기여를 할 수 있을 것이다.

결론적으로 4차 산업혁명의 중심기술인 빅데이터, IoT, 인공지능, AR, Clouding을 기반으로 하는 정밀농업, 농용 로봇, SMART Farm등은 일자리도 만들고 생산성을 높일 뿐만 아니라 노동을 즐기면서 고소득을 얻을 수 있는 농업으로 발전시킬 수 있어 신세대의 참여를 유도할 수 있다.  농업 생산비도 정밀농업의 활용하면 물, 비료, 농약의 최소한 투입이 가능하고, 생산성이 가장 좋은 시간에 수확할 수 있을 뿐만 아니라 농민들에게 유리한 유통시간을 결정할 수 있는 장점이 있다. 

 경작지를 세분화하여 수요에 맞는 작물들을 소규모 경작하는 국소 정밀농업은 3차 서비스산업과 관련된 용도맞춤형 농업도 할 수 있게 한다. 미국의 상추로봇(LettuceBot)은 어린 상추 이미지 분석으로 잡초나 비정상 상추를 분별하고 잡초나 비정상 상추만 죽일 수 있는 극소량의 제초제로 해당 식물만 죽이게 뿌려서 농약 비를 90% 절감할 수 있었고, 아울러 과량으로 살포된 농약에 의한 환경오염을 방지할 수 있다.

 잘 익은 딸기의 이미지를 분석하여 선별적으로 따는 로봇이나 SMART 농업의 자동 조절 및 스마드폰을 이용한 원격 제어 등은 힘든 농업에서 쉽고 여가를 즐기는 농업으로 바뀌어 신세대들도 쉽게 농업을 직업으로 선택하는 계기가 될 것이다.

  다른 산업과 마찬가지로 농업에서도 4차 산업혁명은 필요한 조건이 아니라 반듯이 성취해야만 농업에 큰 발전을 기대하는 필요충분조건임을 확인하였다. 제4차 농업 산업혁명이 성공적으로 이루어진다면 농협중앙회가 현재 기대하는 농가소득 5,000만원을 조기에 달성할 수 있을 것이고 나아가서 농민 1인당 소득이 국민 1인당 GDP인 2만7,633달러(2016)와 같아지면 4인기준 농가가 1억2,000만 원 이상의 소득을 기대하는 미래를 꿈꾸어 본다.  <ifsPOST>