전기전자/정보통신

전자정보통신학회지_2021.2 소특집 (p 103)

농업과 일렉트로닉스
로봇 기술과 ICT를 활용

로봇 기술과 ICT를 활용해 농업의 생산성과 품질 향상을 목표로 하는 ‘스마트 농업’이라는 단어가 널리 사용되게 된 것은 결코 최근의 일이 아니다. 요즘 IoT, AI 등 정보화 사회의 변화와 맞물려 스마트 농업 기술은 다양한 발전을 보이고 있다. 단순한 기계화나 자동화가 아닌 환경 변화를 센싱 해 물주기와 비료 공급을 제어하는 시스템과 작물의 생육 상황을 모니터링해 데이터화하는 연구개발이 확대되고 있다.

지금까지 생산자의 경험이나 감에 의존해왔던 부분을 수치화함으로써 공학적으로 생산성과 품질 향상을 실현하는 것이 가능해진 것이다. 여기에는 당연히 AI 등을 활용한 데이터 처리가 유용하지만 로우 데이터(Raw Data)를 어떤 방법으로 얼마만큼의 물리량을 수집할 것인지도 또한 중요해 새로운 센싱기술이 요구된다. 이 때문에 비용이나 소비전력의 관점에서도 일렉트로닉스가 기여하는 부분은 크다.

1장에서는 토양 수분 측정을 위한 센서시스템 및 드론을 이용한 생육량 모니터링에 필요한 개체 식별에 대해 가와하라(川原) 씨 등이 설명해주었다. 토양 수분 센서에 대해서는 보다 낮은 비용으로 설치가 쉬운 센서와 기계학습을 이용한 모니터링 사례를 소개해주었다. 생육 모니터링은 과수 등의 환경과 개체 간 편차가 심한 대상을 모니터링해 판별할 필요가 있어 LiDAR의 이용, 측정 데이터의 계통적 처리에 대한 연구를 소개해주었다.

2장에서는 환경 데이터 및 생산관리 데이터 활용을 위한 데이터 수집과 관리에 대해 오야마(大山) 씨 등이 설명해주었다. 국내 기업과 지자체의 개발 사례와 더불어 세계 각국의 동향도 함께 소개해주었다. 또한 환경 및 작물에 대한 데이터뿐만 아니라 생산 관리 즉, 시설 내 직원 관리를 통한 생산성 향상에 대해서도 소개해주었다. 노동 인구 감소를 고려한다면 농업 비숙련자라도 종사할 수 있는 관리시스템이 중요해질 것으로 보인다.

3장에서는 과일 생산 사례를 들어 센서와 로봇 등으로부터의 테이터 흐름에 대해 곤도(近藤) 씨가 설명해주었다. 농업용 로봇은 삽목(꺾꽂이) 등의 모종 생산을 시행하는 것과 약제 살포를 시행하는 드론, 과실 수확 및 선별을 시행하는 것 등 여러 가지로 분류되어 있다. 특히 후자에 대해서는 상처나 부패 판정을 위한 센싱기술과 판별 처리 시행 사례에 대해 소개해주었다.

그리고 4장에서는 스마트 농업의 최고봉이라 할 수 있는 우주 농업에 대해 가시마(鹿島) 씨 등이 설명해주었다. 달 기지에서의 벼농사에 초점을 맞춰 우선 지상에서의 벼 재배 양식과 자동화를 살펴보고, 그것을 달이라는 환경에서 실시하는데 있어서의 과제 및 연구 개발을 소개해주었다. 우주 환경에서는 에너지와 물자원은 물론 특히 인적 자원이 한정적이기 때문에 리모트 센싱기술과 기계의 자동화 시스템 구축이 중요한 열쇠가 될 것이다.

전자정보통신학회의 일렉트로닉스 분야의 독자들 중에는 매우 뛰어난 고유 기술을 보유하고 있어 그 새로운 응용처를 모색하고 있는 분들도 많을 것으로 생각된다. 이번 소특집은 앞으로의 스마트 농업에 잠재되어있는 수요 및 과제를 공유하고 새로운 시나리오를 창출할 수 있는 계기가 될 것을 기대하고 기획한 것으로, 꼭 좋은 결과에 일조하길 바라는 마음이다.

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