연구담당김연중 선임연구위원 연구총괄, 제1~3장, 제5장, 제7장집필박지연 부연구위원 제4 장집필박영구 전문연구원 제4장, 제6장집필 공동연구 Robert Hoste Wageningen UR, 교수 제 6 장집필 서형권 Wageningen UR, 박사후연구원 제 6 장

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1 R 820 l l 4 차산업혁명에대응한스마트농업발전방안 Development of Smart Agriculture Coping with the 4th Industrial Revolution 김연중ㅣ박지연ㅣ박영구

2 연구담당김연중 선임연구위원 연구총괄, 제1~3장, 제5장, 제7장집필박지연 부연구위원 제4 장집필박영구 전문연구원 제4장, 제6장집필 공동연구 Robert Hoste Wageningen UR, 교수 제 6 장집필 서형권 Wageningen UR, 박사후연구원 제 6 장집필 연구보고 R820 4차산업혁명에대응한스마트농업발전방안등록 제6-0007호 ( ) 발행 발행인 김창길발행처 한국농촌경제연구원우 ) 전라남도나주시빛가람로 601 대표전화 인쇄처 세일포커스 ( 주 ) ISBN 이책에실린내용은출처를명시하면자유롭게인용할수있습니다. 무단전재하거나복사하면법에저촉됩니다. 이도서의국립중앙도서관출판예정도서목록 (CIP) 은서지정보유통지원시스템홈페이지 ( 와국가자료공동목록시스템 ( 에서이용하실수있습니다. (CIP 제어번호 : CIP )

3 i 머리말 세계경제포럼 ( 다보스포럼 ) 은매년스위스다보스에서개최되고있으며, 세계각국의정 재계와언론계, 학계, 각국의지도자들이 2,500명정도참석하는거대한포럼이다. 4차산업혁명의전세계적물결은 2016년이다보스포럼에서다루어지면서시작되었다. 우리나라도이에대응하기위해 지능정보사회중장기종합대책 을세우고범부처컨트롤타워인 4차산업혁명전략위원회 를구성 운영하고있으며농업부문역시그동안의우리나라농업패러다임을전환하기위해지속적인노력을기울이고있다. 4차산업혁명기술의농업적용은그동안농업분야에서지속적으로제기되어왔던현안문제를꽤나빠르게해결해줄가능성이높다. 현재우리농업이당면하고있는농가소득정체, 곡물자급률하락, 농촌인구의감소와고령화, 기후변화심화등이바로그것이다. 4차산업혁명의핵심기술은 IoT, 빅데이터, 무인드론, 로봇, 인공지능등이며이를농업분야에적용할경우농업의생산단계에서그치지않고장기적으로유통, 소비그리고전후방산업까지동시에발전할수있으며이는곧현재의우리나라농업시스템을한단계도약시키는계기가될것이다. 이러한차원에서이연구는농업부문에 4차산업혁명기술을접목한스마트농업의활성화방안을제시하였다. 아직우리나라의농업분야에서 4차산업혁명기술이낯선개념이나이연구를시작으로농업분야에서도 4차산업혁명기술적용을위한다양한연구와제도적장치마련이활발히진전되기를기대해본다 한국농촌경제연구원장김창길

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5 iii 요 약 연구의배경 2016년열린다보스포럼에서발표된 4차산업혁명의이해 를시작으로주요선진국들은각자의실정에맞춰 4차산업혁명을주도해나가고있음. 미국의경우인터넷의우위성을최대로활용하여클라우드서비스를전면으로내세우고첨단제조업파트너십 (AMP) 프로그램을운영하고있으며, 독일은 Industry 4.0 시대를준비하고있음. 늦은감이있으나우리나라역시범부처차원의 4차산업혁명관련기술과제도를빠르게정비해나가고있음. 농업분야역시이런거대한흐름에맞추어전체시스템전환을추진해야함. 그동안우리농업은농가소득의정체, 곡물자급률하락, 농촌인구의감소와고령화, 나아가기후변화심화등으로인해작물생산이계획대로이루어지지못해어려움을겪어왔음. 또한농산물의생산량이일정하지못해가격역시심하게등락하고있으며소비자의안정적먹거리확보에도어려움이있었음. 이를해결하기위한대안으로농업분야도 4차산업혁명기술 (IoT, 빅데이터, 무인드론, 로봇, 인공지능등 ) 적용을전략적으로고려해야할때임. 특히이기술들은생산단계에서그치지않고장기적으로유통, 소비그리고전후방산업까지접목되어야시너지효과창출이가능할것으로보임. 이는현재의우리나라농업시스템이한단계도약하는기회의장이될것임.

6 iv 연구방법 연구방법은문헌조사, 정책자료, 선행연구자료를수집 분석하였으며, 농가 331명을대상으로스마트농업에대한농가인지도조사를실시하였음. 주요조사내용은스마트농업에대한인지도, 미래농업을위한스마트농업의필요성, 4차산업혁명기술별경험여부, 향후활용의향, 정책건의등임. 두차례의전문가조사를실시하여농업의현안문제발굴과스마트농업의보급확산을위한정책우선순위 (AHP분석), 기술수준및기술의중요도등을분석하였음. 공동연구는네덜란드와게닝대학과수행하였으며스마트농업을선도하고있는네덜란드현황과실태를파악하여국내정책마련에참고하였음. 4차산업혁명과스마트농업 4차산업혁명기술은기반기술, 핵심기술, 응용기술로나눌수있음. 기반기술은인프라구축기술이며, 컴퓨터의용량을크게하는하드웨어기술과알고리즘성능을개선할수있는소프트웨어기술임. 핵심기술은사물인터넷, 빅데이터분석, 인공지능, 딥러닝등으로구성됨. 응용기술은수요자가직접활용하는기술로자율주행농기계, 지능형로봇, 무인드론, 농장을자동으로제어할수있는앱, 농가의경영형태및시설형태등을고려한맞춤형컨설팅기술, 농가의영농활동을위한정보제공시스템기술등임. 현재우리나라농업은 3차산업혁명단계에머물러있음. 현장조사또는통계자료등정형화된데이터를수집하여모델화하고그정보를웹을통해농가에게제공하여농가가스스로컨트롤하는정도임.

7 v <4 차산업혁명기술체계 > 진정한스마트농업이실현되기위해서는 4차산업혁명기술이접목되어야함. 자료수집은사물인터넷을통해자동으로이루어져야하며생산 유통 소비, 전후방산업이모두연계되어야함. 더나아가경영성과관리역시자동으로통제될필요가있음. <4 차산업혁명기술과스마트농업과의연계 >

8 vi 농업인들의 4차산업혁명관련기술활용의향분석 농가조사결과, 농업 농촌을위하여가까운미래에 4차산업혁명관련기술의개발이 필요하다 라고응답한비율은 71.0% 로많은농업인이 4 차산업혁명기술에대한개발필요성을느끼고있는것으로나타났음. 기술별로는정밀농업 (77.4%) 이가장높았고다음으로관리프로그램 (77.2%), ICT(76.5%), 농용로봇과드론 (74.9%) 순으로분석되었음. 4차산업혁명관련기술이상용화된다면응답자의 72.5% 가 적극도입 ( 매우적극도입 + 적극도입 ) 하겠다고응답하였고, 기술별로는생육관리프로그램 (75.9%), 자율주행농기계 (71.1%), 로봇및드론 (70.6%) 순으로나타났음. 4차산업혁명기술을도입하고자하는가장큰이유는 생산성향상 이가장높았고 (29.8%), 다음으로 노동력절감 (26.3%), 농산물품질향상 (15.4%) 순으로조사되었음. 국내스마트농업기술수준 우리나라농림식품기계 시스템분야의기술수준은최고기술보유국미국 (100%) 대비 75.0% 로주요 9개국가중 8위이며, 중국은 66.2% 로우리보다낮은수준임. 농업기계 시스템은최고기술국 ( 미국 ) 대비 76.6% 로추격그룹에속하는가운데농업자동화 로봇화기술 (77.2%) 수준이가장높음. 식품기계 시스템은최고기술국 ( 독일 ) 대비 68.0% 로추격그룹에속하며그중식품품질계측기계 시스템기술 (75.2%) 의기술수준이가장높고, 식품포장기계 시스템기술 (62.0%) 은가장낮음. 임업기계 시스템최고기술국 ( 미국 ) 대비 78.0% 로추격그룹에속하며임산가공기계 시스템기술 (85.5%) 의기술수준은높고, 임산자원품질계측기계 시스템기술 (73.2%) 은가장낮음. 축산업기계 시스템은최고기술국 ( 네덜란드 ) 대비

9 vii 76.5% 로추격그룹에속함. 축산업시설 환경기계 시스템기술 (83.7%) 의기술수준은가장높고, 축산물생산기계 시스템 (68.6%) 은가장낮음. 스마트농업의기술수준을 1세대, 2세대, 3세대로나눌경우 1세대는센서를통한환경변화모니터링과편리성증진, 기능제어등제어시스템으로구성됨. 한국은 1.5세대로서 2세대인일본을추격하고있음. 농업현안해결을위한스마트농업적용실태분석 농업분야별현안을탐색한결과, 시설원예분야는생산성증대, 생산비절감, 품질향상, 인건비절감, 광열비절감등인것으로분석되었음. 이를해결하기위해적용가능한우리나라 4차산업혁명관련기술은단순한데이터수집과이를클라우드로저장하는정도에그치는것으로나타났음. 축산분야는종축개량, 사료관리, 축사환경관리, 가임적기판정, 방역등이현안인데우리나라농업분야 4차산업기술은데이터수집과빅데이터분석, 클라우드업로드정도로시설원예분야보다는다소앞서있음. 유통분야에서는수급안정, 유통효율화, 품질향상등이가장큰현안이며이에대응한우리나라 4차산업혁명기술은축산분야와비슷한수준으로농업분야의 4차산업혁명기술적용은갈길이먼것으로판단됨. 위결과를바탕으로 4차산업혁명기술을이용하여경영성과를제고하기위한전체시스템을구상해보았음. 먼저 IoT 기술을이용하여데이터를수집하고 ( 외부관리데이터, 환경관리데이터, 생육관리데이터등 ), 수집된정형데이터와비정형데이터를결합하여빅데이터분석을수행한후딥러닝, 시맨틱, 인공지능기술을통해기술의실행수단인로봇 ( 파종-접목, 농약방제 ), 스마트앱으로자동제어를실시할필요가있음. 이것이실현될경우비로소스마트농업이한차원성장하여농가경영

10 viii 성과제고가실현되고현안문제인생산성증대, 생산비절감, 품질향상, 소득증대도꾀할수있을것임. < 시설원예작물의경영성과제고시스템 > 스마트농업발전을위한전략우선순위분석 분석결과에따르면, 종합적인대분류전략에서는 4차산업혁명관련인프라구축 이가장시급한것으로나타났고, 다음으로 비즈니스모델개발 이필요한것으로분석되었음. 이는 IoT, 빅데이터, 센싱기술, 클라우드컴퓨팅등관련기술보다는그기술들이실현될수있는생태계조성이우선적으로실현되어야함을의미함. 4차산업혁명인프라구축 의세부항목중에서는 인력육성 방안마련이가장필요한것으로나타났으며 비즈니스모델개발 분야에서는 자율주행농기계개발 이가장필요한것으로분석되었음. 스마트농업보급확대방안 현재의농업생산, 유통, 소비부문에 IT 과학기술이접목된스마트농업

11 ix 의보급확대로농업을미래성장산업으로도약시킬필요가있음. 스마트농업의목표는 스마트농업을미래성장산업으로도약 으로설정하였음. 이에따른추진전략으로스마트농업도입농가의현장지원전략, 스마트농업보급활성화전략, 스마트농업의인프라구축과지속적으로스마트농업을육성하기위한거버넌스를구축하는것으로설정하였음. 현장애로지원은초기투자자본지원강화, 농가의수준에맞는맞춤형지원, 농가가스마트농업을도입하는데필요한서류, 인허가등을일괄처리할수있는론칭시스템구축, 투자대비성과의불확신성등을없앨수있는선진농장견학, 테스트베드등에서실습등이있어야함. 기술개발및보급확대인프라구축에서는전문인력육성, 민간투자활성화, 테스트베드운영, 농업용앱개발이필요함. 인프라측면에서법 규제 제도정비, 개인정보보호, 데이터인프라구축, 중장기 R&D 로드맵작성등이요구되며, 거버넌스체계구축은주체별역량강화, 컨트롤타워설치운영, 산학연네트워크구축, 전후방관련산업육성등이필요함.

12 x ABSTRACT Development of Smart Agriculture Coping with the 4th Industrial Revolution Background of Research Starting from the understanding of the 4th industrial revolution announced in the Davos Forum in 2016, major advanced nations have led the revolution as per each of their actual circumstances. The U.S. is operating the AMP program being geared up with the cloud service utilizing predominance of the Internet whereas Germany is preparing for the industry 4.0 era, and Japan is promoting the robot revolution as a new strategic industry. It seems a little late but Korea is also rapidly organizing the 4th revolution related technology and system at a governmental level. The agriculture sector also needs to promote the entire system change coping with this enormous trend. Our domestic agriculture industry has suffered from not meeting the crop harvesting plan due to stagnant farm income level, decrease in the self-sufficiency rate of grain, decrease in rural population and aging population, and aggravated climate change. In addition, harvest and production of farm products has not been steady yielding the intensely fluctuating prices and having difficulty securing stable food supply for the citizens and consumers. In order to solve the foregoing issues, it is time that the agriculture industry is in need of strategically considering application of the 4th industrial revolution technologies (IoT, big data, unmanned drone, robot, AI, etc.). Especially it is expected that these technologies are to be applied not only in the stage of production but also distribution, consumption, and forward and backward linked industries in the long run so that the true synergy effect can be realized. It can be an opportunity for the Korean domestic agriculture system to take a leap to another level.

13 xi Method of Research The methods of this research include documentary survey, collection and analysis of policy data and preceding research data as well as an awareness survey of 331 farmers on smart agriculture. The major contents investigated were level of awareness on smart agriculture, the need of smart agriculture for the future agriculture, level of experience by 4th industrial revolution technology, future intention to use any, and proposal for any policy. In addition, we analyzed AHP analysis, level of technology, and importance of technology by conducting two expert surveys to discover problems of current agriculture and to expand smart agriculture. Co-research was conducted with Wageningen University in the Netherlands. By identifying the current status and circumstances of the Netherlands, which leads smart agriculture, we referred the foregoing for the preparation of policy making on domestic smart agriculture. Result and Implication of Research As for the farmers awareness level on the 4th industrial revolution, it is shown that 63.1% of the respondents answered with already knew implicating that the level of awareness on the 4th industrial revolution is high. It is also shown that the farmers believe the effect of the 4th industrial revolution is mostly positive, and especially more on the production sector than consumption or agriculture sectors. It is investigated and proved that the level of understanding of robots for agriculture and drones in the 4th industrial revolution related technologies is high whereas that of understanding the technology such as cloud or big data, which does not apply directly to the agriculture site, is low. Next we investigated the level of technology application for the 4th industrial revolution in order to solve the current problems in the agriculture sector. It is shown that increase in productivity, reduction in labor cost, reduction in light and heat expenses, improvement of quality, and management of livestock manure are the major issues in the facility horticulture and livestock industry whereas stability in supply and demand, and efficiency of distribution are issues in agricultural marketing. On the other hand, quality improvement, stability, price stabilization, and consumption trend in the consumption sector are the major issues. It is also shown that

14 xii the level of the 4th industrial revolution related domestic technology used to solve these outstanding issues is data collection using the IoT, simple big data analysis, and commercial mobile phone applications. Thus it is true that we have not reached the level where comprehensive algorithms, big data analysis, AI, robots, and drones can be practically used. The level of domestic technology on agriculture food, machine, and system is ranked 8th from the 9 major nations while it is 75% of that of the US, perceived to be the best technology nation. In detail, agriculture machine and system is 76.6%, agriculture automation and robot technology 77.2%, farm work machine and system 75.1% in comparison with the best technology nation (US). Given all the foregoing, the level of technology for domestic smart agriculture is 1.5 generation (1st Gen: sensor monitoring, 2nd Gen: optimized algorithm, 3rd Gen: automation stage without human labor) being in pursuit after Japan s 2nd generation. As a result of expert s AHP analysis, the most important smart agriculture strategy is training manpower followed by R&D, establishment of data infrastructure, autonomous farming machine, and AI robot in order. The related infrastructure factors are ranked high rather than the core technologies of the 4th industrial revolution such as big data, AI, etc. On the other hand, as a result of analyzing the policies related to both domestic and overseas 4th industrial revolution in the agriculture industry, it is obvious that we need to establish a system for data ownership, to supplement data security related regulation, to standardize information, and to set a right direction for policy making in order to prepare for potential risks of inaccurate forecast. We believe that we need to promote extensive diffusion, and to establish infrastructure and governance system in order to apply the 4th industrial revolution technology in the domestic agriculture sector and to develop smart agriculture under the basic assumption that we need to solve difficulties of farming sites by priority. We need to prepare legal ground, for instance, regulatory reform and rearrangement of the legal system while the mid and long-term road map is needed for soft landing of the 4th industrial revolution technologies to be applied in the agriculture industry. Furthermore, scaling up and collectivizing agriculture by rearrangement of the dry-field farming infrastructure would be needed to induce easier appli-

15 xiii cation of new technology. Training professional manpower and complementation in intellectual property rights are also important factors. Above all domestic farm households should be able to easily apply these relevant technologies. This all can be materialized only if it is accompanied by the effort of eliminating the uncertainty as per introduction of advance technology, and proper promotion. Researchers: Kim Yeonjoong, Park Jiyeon, Park Younggu Research period: ~ address: yjkim@krei.re.kr

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17 xv 차 례 제 1 장 서론 1. 연구의필요성 1 2. 연구목적 3 3. 선행연구검토 4 4. 연구범위및방법 8 5. 연구내용구성 9 제2장 4차산업혁명과스마트농업 1. 4차산업혁명의정의및범위 차산업혁명의핵심기술 차산업혁명과스마트농업과의연계 차산업혁명기술에대한농업인인지도 스마트농업에 4차산업혁명기술적용의시사점 28 제3장농업현안해결을위한스마트농업적용 1. 농업부문현안문제도출 분야별현안문제와스마트농업 우리농업의변화전망과스마트농업 42 제4장국내외 4차산업혁명기술적용사례와시사점 1. 사물인터넷 (IoT) 빅데이터 드론및로봇 인공지능 (AI) 국내외적용사례의시사점 58

18 xvi 제5장스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 1. 국내스마트농업기술수준 차산업혁명적용가능기술및개발중인기술 스마트농업보급확대를위한인프라구축방안 스마트농업기술의중요도 시사점 76 제6장국내외스마트농업정책동향과시사점 1. 한국 미국 일본 중국 EU 및네덜란드 시사점 99 제7장스마트농업의보급확대방안 1. 스마트농업의목표 농업현장지원핵심과제 스마트농업의보급활성화핵심과제 스마트농업의인프라구축핵심과제 스마트농업확산을위한거버넌스체계핵심과제 108 참고문헌 109

19 xvii 표차례 제2장 < 표 2-1> 설문응답자의특성별분포 19 < 표 2-2> 4차산업혁명이미래의농업과농촌의발전에미치는영향 21 < 표 2-3> 농업인의컴퓨터및인터넷활용정도 24 < 표 2-4> 농업인의스마트폰활용정도 24 < 표 2-5> 4차산업혁명관련주요기술별경험률및설치율 25 < 표 2-6> 농업관련정보관리방법 25 < 표 2-7> 농업관련정보제공의향 26 < 표 2-8> 4차산업혁명관련기술별개발필요성 26 < 표 2-9> 4차산업혁명관련기술별향후도입의향 27 < 표 2-10> 4차산업혁명기술의도입희망이유 27 < 표 2-11> 4차산업혁명기술의미도입이유 28 제3장 < 표 3-1> 시설원예작물의현안문제를해결하기위한적용기술및기술수준 33 < 표 3-2> 생산부문의축산현안, 적용기술및 4차산업혁명대응기술 35 < 표 3-3> 유통가공부문현안, 적용기술및 4차산업혁명대응기술 38 < 표 3-4> 소비부문현안, 적용기술및 4차산업혁명대응기술 40 제4장 < 표 4-1> 4차산업혁명의국내외적용사례종합 60

20 xviii 제5장 < 표 5-1> 농림식품기계 시스템분야기술수준 64 < 표 5-2> 농림식품융복합분야기술수준 65 < 표 5-3> 4차산업혁명기술의농업부문적용가능기술 66 < 표 5-4> 농업부문 4차산업혁명기술개발중인과제 68 < 표 5-5> 스마트농업보급확대방안도출을위한의사결정계층구조 70 < 표 5-6> 전문가조사개요 71 < 표 5-7> 스마트농업확대방안마련을위한제1계층 AHP 분석결과 72 < 표 5-8> 스마트농업확대방안마련을위한제2계층 AHP 분석결과 ( 인프라구축 ) 72 < 표 5-9> 스마트농업확대방안마련을위한제2계층 AHP 분석결과 ( 비즈니스모델 ) 73 < 표 5-10> 스마트농업확대방안마련을위한제2계층 AHP 분석결과 ( 핵심기술 ) 74 < 표 5-11> 스마트농업확대방안마련을위한세부전략순위 74 < 표 5-12> 4차산업혁명대응스마트농업의분야별중요도평가 75 제6장 < 표 6-1> AMP 2.0의권고사항 83 < 표 6-2> 빅데이터연구개발 7가지전략 85 < 표 6-3> 일본의 4차산업혁명대응전략 87 < 표 6-4> 일본정부가추진중인농업계획 89 < 표 6-5> 중국의 4차산업혁명관련정책추진현황 90 < 표 6-6> 중국사물인터넷산업 13차 5개년발전계획주요임무와세부과제 91

21 xix < 표 6-7> 중국빅데이터산업 13차 5개년발전계획주요임무와세부과제 92 < 표 6-8> 유럽산업디지털화이니셔티브세부내용 94 < 표 6-9> 네덜란드 Smart Industry 액션플랜의세부내용 96 < 표 6-10> 스마트농업과관련된네덜란드와 EU 혁신기금 (2017) 98

22 xx 그림차례 제2장 < 그림 2-1> 3차산업혁명과 4차산업혁명의차이 12 < 그림 2-2> 사물인터넷과저장공간및속도의발전방향 15 < 그림 2-3> 4차산업혁명기술체계 15 < 그림 2-4> 4차산업혁명기술스마트농업과연계 17 < 그림 2-5> 농업인의 4차산업혁명인지도 20 < 그림 2-6> 농업인의 4차산업혁명인지경로 21 < 그림 2-7> 4차산업혁명관련기술별인지도 22 < 그림 2-8> 연령별 재배작물별 4차산업혁명관련기술인지도 22 < 그림 2-9> 4차산업혁명관련기술별이해도 23 제3장 < 그림 3-1> 시설원예작물의경영성과제고시스템 34 < 그림 3-2> 축산농가의경영성과제고시스템 37 < 그림 3-3> 유통분야경영성과제고시스템 39 < 그림 3-4> 소비자의만족도제고시스템 41 제4장 < 그림 4-1> 후지쓰의스케줄링시스템화면 46 < 그림 4-2> PigWise 시스템 47 < 그림 4-3> SoundTalks 시스템및돼지기침모니터링모식도 48 < 그림 4-4> 퓨처텍의 IoT 딸기재배시스템모바일애플리케이션 49 < 그림 4-5> Clean 성주참외팜창조마을조성사업구성도 50 < 그림 4-6> 존디어의시드스타모바일 52 < 그림 4-7> Climate Corporation의정밀농업시스템 52 < 그림 4-8> 에어이노브의드론활용 55 < 그림 4-9> 농촌진흥청로봇포유기 Calf U-MO 56

23 xxi 제5장 < 그림 5-1> 국내스마트농업기술수준 65 제6장 < 그림 6-1> 제조혁신연구소 (MIIs) 모델개념도 84 < 그림 6-2> 일본재흥전략에서의 4차산업혁명 87 < 그림 6-3> 디지털이노베이션허브의구조와역할 94 < 그림 6-4> 네덜란드의골든트라이앵글구조 97 제7장 < 그림 7-1> 스마트농업확대전략및추진과제 104

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25 서론제 1 장 1. 연구의필요성 세계경제포럼 ( 다보스포럼 ) 은매년스위스다보스에서개최되고있으며, 세계각국의정 재계와언론계, 학계, 각국의지도자들이 2,500명정도참석하는거대한포럼이다. 2016년 1월에열린다보스포럼의주제는 4차산업혁명의이해 였으며, 세계각국은 4차산업혁명에대해높은관심을갖게되었다. 미국의경우인터넷의우위성을최대로활용하여클라우드서비스를전면으로내세우고첨단제조업파트너십 (Advance Manufacturing Partnership: AMP) 1 프로그램을운영하고있다. 독일은생산체계를완전자동화하고, 전체생산과정을최적화하는산업정책으로인더스트리 시대를준비하고있다. 일본은로봇혁명을신전략산업 3 으로육성하고있다. 우리나라도 4차산업 1 제조혁신기반은첨단제조파트너십 (AMP) 프로그램과 AMP 의업그레이드프로그램인 AMP 2.0 을통해구축하고, 제조혁신생태계는국가제조혁신네트워크 (National Network for Manufacturing Innovation: NNMI) 와제조혁신연구소 (Manufacturing Innovation Institutes: MIIs) 를통해수행하고있음. 2 인더스트리 4.0 은사물인터넷 (Internet of Things) 을통해생산기기와생산품간의정보교환이가능하게하여생산체계를완전자동화하고, 전체생산과정을최적화하는산업정책으로제 4 세대산업생산시스템임. 3 일본의우월한로봇기술을이용하여, 저출산 고령화같은과제를해결방안으로새로운로봇기술을접목시켜 로봇 을축으로일본형 4 차산업혁명플랫폼구성.

26 2 서론 혁명에대응한 지능정보사회중장기종합대책 을세우고대책마련을위해범부처컨트롤타워인 4차산업혁명전략위원회 를구성하여운영하고있다. 우리나라농업부문의현안문제를해결하기위해 4차산업혁명기술이적용될필요가있다. 현재우리농업은농가소득의정체, 곡물자급률하락, 농촌인구의감소와고령화, 더나아가기후변화심화등으로인해작물생산이계획대로이루어지지못해어려움을겪어왔다. 또한농산물의작황및생산량이일정하지못해가격역시심하게등락하고있으며소비자인국민의안정적먹거리확보에도많은어려움이뒤따르고있다 ( 김연중 2017). 농업생산액은 2001년 32조원에서 2012년 44조원으로급성장하였으나, 2012년이후최근 2016년까지 44조원으로정체수준이다. 호당평균농업소득은 2001년 1,130만원에서 2015년에도 1,130만원으로 15년간정체수준에머물러있으며, 농가인구는 2000년 400만명에서 2015년 260만명으로대폭감소하였다 ( 김연중 2017). 이를해결하기위한대안으로농업분야에 4차산업혁명기술 (IoT, 빅데이터, 무인드론, 로봇, 인공지능등 ) 의적용을전략적으로검토할필요가있다. 특히이기술들은생산단계에서그치지않고장기적으로유통, 소비그리고전후방산업까지접목되어야시너지효과창출이가능할것으로보인다. 4차산업혁명기술의접목은현재의우리나라농업시스템을한단계도약시키는계기가될것이며기대되는효과는다음과같다. 생산부문에서는노동력과사료비절감, 단수증가및품질향상, 그밖에질병예방등의효과가예상되며, 유통부문에서는물류비절감, 원산지표시, 수급안정등이실현될것으로보인다. 소비부문에서는안전한농산물을소비할수있고, 소비자니즈를반영한소량다품목, 규격의다양화등의효과도예상된다. 또한정밀농업으로적재적소에비료 농약을살포하게되어환경적인측면에서도긍정적인효과가있을것으로사료된다. 4차산업혁명의핵심기술인사물인터넷 (IoT), 빅데이터, 클라우드컴퓨팅, 딥러닝, 인공지능 (AI) 등은로봇, 드론, 자율주행농기계등의실현수단과연계하여최종수요자 (end user) 인농가가이용할수있도록실효적으로개발 보급되어야할것이다. 최종수요자인농가의수용여부가농산업의경

27 서론 3 쟁력강화, 전후방산업의가치창출을결정지을수있기때문이다. 4차산업혁명이우리나라농업에무한한기회가될수있는반면잠재적인위협요인으로도작용할수있다. 효율성과생산성을비약적으로향상시킬수있는강점이있으나 일자리쇼크 에대한우려도상존하고있다. 2015년세계경제포럼에서제시된 미래고용보고서 발표에의하면, 향후 5년간선진국및신흥시장 15개국에서일자리 710만개가사라지고 210만개일자리가신규창출될것으로전망하였다 ( 강원일보 2017). 노동집약적산업인농업의특성상제4차산업혁명이미치는파급효과가매우클것으로예상된다. 200년전에는인구의 90% 이상이농업에종사했으나, 현재 OECD 주요국가농가인구는전체인구의 2~3% 수준에불과하다 ( 농림식품기술기획평가원 2016b). 4차산업혁명이어떤분야에적용되어발전되더라도긍정적인요인뿐아니라부정적인면도동시에발생한다. 따라서 4차산업혁명에대응한스마트농업도입역시긍정적인요소를최대한끌어내고부정적측면은제거하기위한방안을사전에마련할필요가있다. 2. 연구목적 이연구의최종목적은농업부문에 4차산업혁명기술을접목한스마트농업의활성화방안을제시하는것이다. 이를위한하부목적으로는첫째는우리농업에산재해있는현안문제를발굴하는것이다. 둘째는이를해결하기위한 4차산업혁명기술적용수준및향후기술개발방향을제시하는것이고, 셋째는스마트농업을보급 확대하는데걸림돌이될수있는법, 제도, 규제, 자금지원, 인력육성등을검토하여실효성있는정책방안을제시하고자한다.

28 4 서론 3. 선행연구검토 3.1. 사물인터넷, 빅데이터, 드론등 고윤승 (2014) 은사물인터넷의개념을정리하고사물인터넷의국내외시장현황및전망치를제시하였다. 해외연구결과를인용하여사물인터넷시장은 2013년 2,000억달러에서 2022년 1조 2,000억달러에이를것으로전망하였다. 2022년제품기기시장규모는현재보다크게감소하고시스템사업자와애플리케이션서비스가크게상승할것으로예상하였다. 김병운 (2016) 은 4차산업혁명의핵심으로부상하고있는산업인터넷의정의및가치사슬정립, 가치규모파악, 그리고생태계조성동향등을파악하고시사점을제시하였다. 산업인터넷은국가별로다양하게정의되나대체적으로사물인터넷, 기계, 컴퓨터및인간이기업성과개선을목적으로첨단데이터분석방법을이용하여지능적으로산업을운영하는것으로정의하였다. 산업인터넷서비스기업군을디지털운영관리, 인프라, 통신망, 플랫폼, 운영기술, 컨설팅등으로분류하였으며, 농업의경우세계스마트농장과농업의매출이 2020년까지 1,700만달러가될것으로전망하였다. 김성환외 (2016) 는농업분야에이용되고있는드론에대해다양한국내외연구개발사례를소개하고, 기술이슈및해결과제를언급하였다. 농업현장에서드론이실용화되기위해서는농경지의경지정리등비정지환경을개선해야한다고주장하였다. 또한드론이상용화되기위해서는장애물회피기술, 강건한제어및효율적운용기술이필요하다고제안하였다. 멀티콥터를포함하여무인기의체공시간연장및장기체공기술개발도강조하였으며, 신뢰성있는통신기술개발의중요성도제시하였다. 이세용 (2016) 은우리나라스마트팜시스템이독립형으로운영되면서비용상승의원인이됨을지적하고클라우드기반의스마트팜기술을농업에적용할것을제안하였다. 클라우드시스템을이용할경우농장은데이터수집기만설치하면되는강점을부각시켰다. 클라우드기반스마트팜시스

29 서론 5 템구성을알기쉽게기술하였으며클라우드서비스이용비용도제시하였다. 클라우드기반스마트팜서비스를장치관리, 데이터관리, 모델관리, 스마트팜모니터, 스마트팜제어, 스마트팜운영등으로분류하고, 이를시스템화하여서비스하는내용도정리하였다. 조인호 (2016) 는농업에관련한주요선진국의빅데이터활용사례를제공하였다. 분야는이미지분석기술을응용한작물정밀관리, 시설원예환경제어및관리, 가축사육및작물관리, 로봇기술응용및정밀농업등이다 스마트팜개념정리및사례분석연구 김연중외 (2013) 는스마트농업이농업가치사슬전반에있어고기능, 고효율을달성할수있는수단으로전제하고, 스마트농업의현황과개념, 필요성등을정리하였다. 또한각분야별도입가능기반기술및국내외사례검토를통해스마트농업도입을위한정책방향을제시하였다. 특히스마트농업을생산, 유통, 경영, 자원부문으로분류하여접근함으로써기존의생산부문에그치던스마트농업개념을생산-유통-소비부문까지확대해야한다고언급했다. 김연중외 (2016a) 는스마트팜선도농가들의사례를종합하여성공요인을도출하고성공한선도농들이어떠한이유에서성공하였는지를밝힘으로써기존농가들이쉽게스마트팜을이해하고시장에진입할수있는계기를마련하였다. 김홍상외 (2014) 는국내외 ICT 융합의유형과실태를파악하고, ICT 융복합관련정책검토와농업인인식조사등을통해 ICT 융복합의한계와문제점을제시하였다. 또한정책적측면에서농업부문 ICT 융합의성과제고를위한과제를제시하였다. 이연구에서는창조농업과농업부문 ICT 융합에대한이해와관점을 농산업 ICT 융합기반창조경제, ICT 융합기반창조농업의실현 의관점과 창조적 ICT 융합확산을통한농촌활력및농식품산업의미래성장산업화 관점에서접근하였다. ICT 도입의성과와

30 6 서론 한계를시스템도입농가와미도입농가로구분하여분석하였으며 ICT 전략부재와담당부서의한계, 기술개발사업화애로, 기술표준화미흡등의문제점도제시하였다 시스템및표준화관련연구 서종성외 (2008) 는센서와 CCTV 카메라를이용하여온실내기상환경변화및토양의특성을수집하고, 실시간온실모니터링및제어가가능한유비쿼터스 (Ubiquitous Sensor Network: USN) 기반온실시스템을연구하였다. 유남현외 (2009) 는농업분야이외의군사, 의료, 물류분야등에서다양하게응용되고있는유비쿼터스센서네트워크 (USN) 기술을농업분야에적용하는방안을마련하였다. 특히생산부문에멈추지않고가공및유통, 판매분야까지활용할수있는통합시스템을연구하였다. 구한승외 (2015) 는스마트농업을생산뿐만아니라, 저장, 유통, 판매, 소비에이르는전주기를보다스마트하게진화시킬수있는기술로정의하고각경제주체간상생이가능한생태계를구축하기위해서는생산, 유통, 판매, 소비전주기에걸친표준기술개발이필요하다고강조하였다. 국내표준화동향으로는 2010년부터한국전자통신연구원등 10개기관이참여하여개발한온실관제시스템요구사항프로파일표준등이국내표준으로채택되었음을제시하였다 스마트팜성과및평가관련연구 김상태외 (2012) 는 2010년도농수축산분야 IT 융합모델화사업을중심으로대표품목에대한투자수익률분석 (Return on Investment: ROI) 4 을통해서 4 총괄적인경영성과를분석하는지표로서투자에대한수익률을나타내는것으로

31 서론 7 IT 융합모델화사업성과지표를확립하고, 이에대한성과분석을실시하였다. 김연중외 (2016a) 는정보통신기술이접목된스마트팜의보급실태를분야별 ( 시설원예, 축산, 과수, 노지작물 ) 로파악하고보급된스마트팜의운영성과, 성공과실패요인을분석하여스마트팜의보급 확대방안을도출하였다. 스마트팜의분야별기술수준을선진국과비교 분석하여중장기적으로기술개발방향을설정하였으며, 외국의스마트팜정책및적용사례를제시하여시사점을도출하였다. 농림축산식품부와협조하에스마트팜도입농가의전수에가까운조사를실시하여보급실태를분석하고스마트팜시스템의경제성을분석한최초의연구이다. 서울대학교 (2015) 에서는농가의생산성분석을위한평가지표개발과현장면접조사를실시하여실제스마트팜농가의생산성을분석하였다. ICT 시설을도입한시설원예, 과수, 축산농가중표본농가를선정하여생산성을분석하였으며생산성이높은스마트팜농가의경영사례를발굴하였다 선행연구와의차별성 4차산업혁명이라는용어가 2016년 1월다보스포럼에서처음논의된이후로 4차산업혁명에대응한농업부문연구는거의없었다. 기술분야에서는생산단계에필요한외부센서, 환경센서, 생육센서를설치하여자료를수집하고, 수집된자료를스마트폰의앱에연결하여환경을수동으로원격제어하는정도였다. 사회경제분야에서는개발된스마트팜시스템의경영성과와운영상의문제점을제시하고이를해결할수있는정책방안을도출하는정도였다. 본연구가갖는차별성은첫째, 스마트농업이라는관점에서과거의스마트팜의범위를생산, 유통, 소비부문까지확대하였다. 둘째, 스마트농업을 ROI=( 순이익 / 매출액 ) ( 매출액 / 총자산 )= 매출액순이익률 총자산회전율 = 매출마진 총자산회전속도로계산됨.

32 8 서론 실현하기위해 4차산업혁명기술인드론, 로봇, 각종센서등에대한최종수요자인농가의인지도분석, 보급및이용상의문제점을파악하고개선방안을도출하였다. 셋째, 4차산업혁명관련기술수준을파악하고, 기술개발방향과스마트농업의보급확대정책방안을제시하였다는점이다. 4. 연구범위및방법 4.1. 연구범위 본연구의범위는원예및축산부문을중심으로생산, 유통, 소비부문까지다루었으며, 이에대한 4차산업혁명관련기술수준, 기술개발방향그리고보급확대정책방안까지제시하였고, 4차산업혁명핵심기술인사물인터넷 (IoT), 빅데이터, 클라우드컴퓨팅, 인공지능, 로봇, 드론, 상용앱등을대상으로하였다. 단, 농업의후방산업인투입재 ( 농기계, 비료, 농약등 ) 와농생명분야, 농촌분야는추후연구하기로했다 (2018~2019년수행예정 ) 연구방법 연구수행을위해관련문헌조사, 정책자료, 선행연구자료를수집 분석하였으며, 농가 331명을대상으로스마트농업에대한농가인지도조사를실시하였다. 주요조사내용은스마트농업에대한인지도, 미래농업을위한스마트농업의필요성, 4차산업혁명기술별경험여부, 향후활용의향, 정책건의등이다. 또한두차례의전문가조사를실시하였다. 1차조사에서는전문가 21명을대상으로농업의현안문제를발굴하여정리하였다. 2차조사에서는전문

33 서론 9 가 48명을대상으로스마트농업의보급확산을위한정책우선순위 (Analytic Hierachy Process: AHP) 와기술수준및기술의중요도조사를실시하였다. 전문가조사를통한분석결과를 4차산업혁명농업 농촌대응전략 T/F 위원들의자문 (4차례) 을통해재정리하였다. 네덜란드바헤닝언 (Wageningen) 대학과공동연구도수행하였다. 공동연구를통해스마트농업을선도하고있는네덜란드현황과실태를파악하여국내스마트농업정책마련에참고하였다. 주요내용은네덜란드의시설원예, 양돈농가의스마트농업활용실태, 기술수준, 관련정책등이다. 마지막으로정보통신연구원에서 4차산업혁명관련기술수준및기술개발방향에관한원고를받아재정리하였다. 5. 연구내용구성 이연구는 4차산업혁명기술을우리농업에적용하여효율적인스마트농업실현하는것을목표로하고있으며그구성은다음과같다. 제2장에서는 4차산업혁명정의, 4차산업혁명과스마트농업의연계성, 그리고스마트농업에대한농가의인지도, 농가의스마트농업관련기술활용의향등을조사 분석하였다. 제3장에서는시설원예및양돈부문생산 유통 소비분야의현안문제를발굴하고, 현안문제해결을위한 4차산업혁명가능기술을살펴보았다. 제4장에서는 4차산업혁명의핵심기술인사물인터넷 (IoT), 빅데이터, 인공지능, 로봇, 드론등의스마트농업이용사례를살펴보고시사점을제시하였다. 제5장에서는스마트농업관련기술수준및기술적용가능성, 전문가시각에서의스마트농업관련기술의중요성, 스마트농업보급 확대를위한인프라구축방안을제시하였다. 제6장에서는주요국의 4차산업혁명정책, 스마트농업정책을구분하여정리하고시사점을도출하였으며, 마지막 7장에서는우리나라의스마트농업보급 확대정책방안을제시하였다.

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35 4 차산업혁명과스마트농업제 2 장 1. 4 차산업혁명의정의및범위 1차산업혁명은증기기관의발명으로생산과정이기계화되어농업의산업화와인간의정주화를이루게한혁명이다. 이후 2차산업혁명은전기에너지의발명으로공업의산업화와대량생산체제를이루었으며 3차산업혁명은 ICT를통한디지털화정보혁명, 인간의두뇌노동을대체하는혁명이라할수있다. 4차산업혁명은인공지능, 사물인터넷, 빅데이터, 모바일등첨단정보통신기술이경제 사회전반에융합되어혁신적인변화가나타나는산업혁명이라할수있다. 인공지능 (AI), 사물인터넷 (IoT), 클라우드컴퓨팅, 빅데이터, 모바일등지능정보기술이기존산업과서비스에융합되거나 3D 프린팅, 로봇공학, 생명공학, 나노기술등이여러분야의신기술과결합되어모든제품 서비스를네트워크로연결하고사물을지능화하는혁명이다. 4차산업혁명은초연결 (hyperconnectivity), 초지능 (superintelligence), 초예측 (Superforecast) 을특징으로하기때문에기존산업혁명에비해더넓은범위 (scope) 에더빠른속도 (velocity) 로크게영향 (impact) 을끼친다. 4 차산업혁명은컴퓨터, 인터넷으로대표되는제3차아날로그혁명 ( 정보혁명 ) 에서한단계더진화한디지털혁명으로도일컬어진다. 5 5 네이버 IT 용어사전 ( ategoryid=42346: ).

36 12 4 차산업혁명과스마트농업 4차산업혁명은 IBCA의대합창이라고정의하기도한다 IBCA 는 IoT (Internet of Thing), 빅데이터 (Big Data), CPS(Cyber Physical System), 인공지능 (Artificial Intelligence) 의머리글자를따온것이다. 머지않아세상삼라만상이인터넷으로초연결되고 (IoT-IoE), 여기서방대한데이터 (Big Data) 를기반으로사이버시스템과물리적시스템이정교하게연동되는복합시스템 (Cyber Physical System) 으로재편되며, 인공지능 (AI) 를만나면서최적상태로자동제어되는새로운차원의진화이다. 6 3차산업혁명과 4차산업혁명의차이는사람의개입이어느정도인가로정의할수있다. 3차산업혁명은수집된데이터를이용하여인간이모델화하고, 인간에의해개발된모델에의해작업을자동화하는것이라면 4차산업혁명은 IoT 등으로데이터를수집하여수집된빅데이터를인공지능으로분석하여, 분석된정보를클라우드시스템에탑재하고, 클라우드에서로봇, 드론, 자율주행농기계가정보를받아자동으로작업을하게하는것이라말할수있다. < 그림 2-1> 3 차산업혁명과 4 차산업혁명의차이 <3 차산업혁명 > <4 차산업혁명 > 자료 : 연구자구상. 4차산업혁명에서다루는범위는물리적기술, 디지털기술그리고생물학기술까지포함한다. 혹자는물리적기술과디지털기술까지만을다루고있다. 그러나농업이 4차산업혁명기술도입으로한단계도약하기위해서 6 하원규 최남희 차산업혁명. 콘텐츠하다.

37 4 차산업혁명과스마트농업 13 는생물학기술까지포함되어야한다. 특히농업부문에서생물학기술을적용하여종자개발및 GMO 등에이용하면농업의부가가치를높이는데중요한역할을할것으로본다. 물리적기술을농업부문에적용한사례는데이터분석능력을장착한드론, 로봇, 자율주행농기계등이있다. 예를들면, 수집한데이터를분석하여농업용드론이물과비료등을보다정밀하고효율적으로살포하고, 농업용로봇을이용한작물의수확작업, 젖소로부터착유등이이에해당된다. 그뿐만아니라자율주행농기계를이용하여파종및수확작업등을수행하는것도그예이다. 센서의발달로로봇은주변환경을잘이해하고그에맞춰많은분야에이용될것이다. 과거에는수집된자료를인간이분석하고분석된결과를기계에전달하여농작업을수행하였다. 차세대로봇은 인간과기계가협업 할수있도록개발될것이다. 7 여기서인간과기계의관계에서발생하는윤리적, 심리적문제가대두될것으로예상되어이와관련된법, 제도등이뒷받침되어야할것이다. 디지털기술은 4차산업혁명기술로물건과물건, 물건과인간, 인간과인간을연결하는기술이다. 디지털기술로는 사물인터넷 (IoT) 과 만물인터넷 (IoE) 등이있다. 이는상호연결된기술과다양한플랫폼을기반으로한사물과인간의관계를설명하고있다. 사물인터넷이광범위하게활용되고있는분야는원격모니터링기술이다. 어떤기업은자동차, 컨테이너에센서와송신기혹은전자태그 (RFID) 를부착시켜공급망에따라자동차의이동경로및위치를추적하고있다. 소비자역시물품이나서류의배송상황을실시간으로확인할수있다. 8 이는농업부문에서도활용가능한데현재농산물의저장상태, 저장량, 운송차 7 클라우스슈밥지음, 송경진옮김 클라우스슈밥의제4차산업혁명. pp 새로운현재. 재정리. 8 클라우스슈밥지음, 송경진옮김 클라우스슈밥의제4차산업혁명. pp 새로운현재. 재정리.

38 14 4 차산업혁명과스마트농업 량위치등을실시간으로확인하는데활용할수있으며이기술은향후급속도로확대될것으로보인다. 합성생물학기술로는 DNA 데이터를기록하여유기체를제작할수있다. 합성생물학의발전은의학분야에서많이활용하고있다. 농업부문에서는바이오연료생산, 종자개발, GMO 종자등에이용하고있고, 더욱확대될것으로전망된다. 극단적인기후나가뭄에도자랄수있는식용작물을재배할수있고, 인간에게이식할장기를돼지의몸에서기르는연구도이미시작되었다. 소의유전자를활용해혈우병환자에게부족한혈액응고요소가첨가된우유도생산될날이머지않았다. 그러나생물학의한계는기술적인문제보다는법, 규제그리고윤리의문제가있을수있다 차산업혁명의핵심기술 사물인터넷과만물인터넷그리고인공지능의만남에서파생되는 4차산업혁명의본질은하드웨어와소프트웨어의융합이다. 2000년대에는인터넷과연결된개체수가 10억개미만이었다면 2010년에는 125억개, 2020년에는 500억개로추산된다. 500억개이상의스마트디바이스가초연결된생태계 (IoT, IoE) 가되기위해서는컴퓨터용량이엑사바이트 (EB) 에서 40 제타바이트 (ZB) 로확대되어야하고, 또한이를처리할수있는속도도현재 4G에서 5G, 6G를구현할수있는기술이개발되어야한다. 앞으로물리적인현실세계의모든사람의행동과사물의상태는디지털데이터로바뀔것이다. 그리고다시클라우드상에축적되고, 이것을인공지능으로분석하여의미있는정보가생산 저장되어현실세계로피드백되면우리현실에적용될수있다는것이다.

39 4 차산업혁명과스마트농업 15 < 그림 2-2> 사물인터넷과저장공간및속도의발전방향 속도 2G 3G 4G 5G 6G 7G 용량 Mb Gb Eb 40Zb 자료 : 하원규 최남희 (2015). 4 차산업혁명. ETRI-easy IT. 콘텐츠하다. < 그림 2-3> 4 차산업혁명기술체계

40 16 4 차산업혁명과스마트농업 4차산업혁명기술은기반기술, 핵심기술, 응용기술로나눌수있다. 기반기술은인프라구축기술이며, 컴퓨터의용량을크게하는하드웨어기술과알고리즘성능을개선할수있는소프트웨어기술로나눌수있다. 핵심기술은사물인터넷, 빅데이터분석, 인공지능, 딥러닝등으로구성되어있다. 응용기술은수요자가직접활용하는기술로자율주행농기계, 지능형로봇, 무인드론, 농장을자동으로제어할수있는앱, 농가의경영형태및시설형태등을고려한맞춤형컨설팅기술, 농가가영농활동을하면서의사결정을할수있도록하는정보제공시스템기술이다 차산업혁명과스마트농업과의연계 현재우리나라농업은 3차산업혁명단계에머물러있다. 3차산업혁명에서데이터는현장조사또는통계자료등정형화된데이터를수집하고, 수집된데이터를모델화하여그정보를웹을통해농가에게제공하면농가는정보를받아수동으로컨트롤하는정도이다. 진정한스마트농업이실현되기위해서는 4차산업혁명기술이접목되어야한다. 4차산업혁명기술이농업부문에활용되기위해서는자료수집은사물인터넷을통해자동으로이루어져야한다. 생산 유통 소비, 전후방산업과연계되어야하고, 더나아가경영성과관리가자동으로이루어져야한다. 그러기위해서는사물인터넷으로수집된정형데이터와 SNS 등으로부터수집된비정형데이터를딥러닝, 인공지능, 시맨틱기술로분석해, 분석된결과를클라우드시스템에올리고, 올려진정보를자율주행농기계, 자동로봇, 무인드론등이이용할수있어야 4차산업혁명기술을스마트농업에연계시킨것이라볼수있다. 네덜란드의경우, 온실시공, 센서기술등이른바하드웨어부문은후발국가들과기술차이가없다고판단하여, 빅데이터분석등소프트웨어개발에전념하고있다. 네덜란드의차별성은바로양질의데이터가후발국

41 4 차산업혁명과스마트농업 17 가들에비해상당히축적되어있다는것이며이러한소프트웨어의발전격차는향후스마트농업의국가간격차를더욱벌리고독점적우월성을유지하는데매우큰도움이될것이라고판단하고있다. 우리나라농업에 4차산업혁명기술이확대적용되기위해서는 < 그림 2-4> 에있는바와같이법, 규제, 제도, 자금지원, R&D, 인력육성, 주체별역할등의기반조성이무엇보다중요하다. 이에대해서는 5장스마트농업관련기술개발및보급확대인프라구축에서자세하게설명하고자한다. < 그림 2-4> 4 차산업혁명기술스마트농업과연계 자료 : 연구자구상.

42 18 4 차산업혁명과스마트농업 4. 4 차산업혁명기술에대한농업인인지도 농가가스마트농업을성공적으로실현하기위해서는 4차산업혁명기술이현장에적용되어야한다. 스마트농업을영위하는농가, 아니면향후스마트농업을시도하려는농가가 4차산업혁명과기술에대해얼마나알고있는지, 향후도입의사는있는지등에대한실태를종합적으로파악하기위하여농업인을대상으로설문조사를실시하였다. 설문조사내용은 4차산업혁명에대한인지도와이해도, 컴퓨터 인터넷 스마트폰활용정도, 4차산업혁명관련기술경험률과활용정도, 농업활동에서발생되는정보에대한인식, 향후 4차산업혁명관련기술도입의향등으로구성되었다. 설문조사대상은한국농촌경제연구원통신원중재배작물별가중치를적용하여추출된농업인 331명이며, 2017년 4월에온라인설문으로진행되었다 일반적특성 설문응답자의일반적특성을살펴보면연령대는 50대가 40.4% 로가장많았으며 60대가 34.6%, 40대가 14.4% 로나타났다. 우리나라농업경영체분포는 40세미만이 7.4%, 50대 21.4%, 60대 31.7%, 70대이상이 39.4% 로나타나본연구조사표본이비합리적이지는않다고본다. 농가영농기간은 11~20년이 27.2% 로가장많았고 10년이하가 25.1%, 31~40년이 21.1%, 21~30년이 18.7% 로비교적고르게분포하고있다. 주재배작물은과수가 35.6% 로가장많았고수도작이 35.3%, 노지채소 29.6%, 시설과채 23.0%, 축산 13.3% 순으로높았다. 시설과채나화훼재배를위한시설의재질은대부분이비닐인것으로나타났으며, 시설의형태는단동이 69.7%, 연동이 30.3% 로단동의비중이크게높았다.

43 4 차산업혁명과스마트농업 19 < 표 2-1> 설문응답자의특성별분포 단위 : 명, % 구분응답자수비율전체응답자 나이 영농기간 재배작물 시설재질 시설형태 40 세이하 ~50 세 ~60 세 ~70 세 세이상 년이하 ~20 년 ~30 년 ~40 년 ~50 년 년이상 수도작 노지채소 시설과채 과수 화훼 축산 비닐 유리 단동 연동 농업인의 4 차산업혁명인지도 농업인의 4차산업혁명에대한인지도를살펴보면응답자의 62.1% 가 알고있다 ( 잘알고있다 + 대략알고있다 ) 고답하였고, 모른다 ( 잘모른다 + 전혀모른다 ) 의응답비중은 16.0% 로나타나전반적인 4차산업혁명에대한인지도는높은것으로나타났다. 주재배작물별로살펴보면시설을적극활용하는 시설과채 (72.3%) 와 화훼 (75.0%) 농가의 4차산업혁명인지도가다른품목을재배하는농가보다높은것으로나타났으며, 노지채소 (60.2%) 와 과수 (57.3%) 농가의인지도는상대적으로낮게조사되었다.

44 20 4 차산업혁명과스마트농업 < 그림 2-5> 농업인의 4 차산업혁명인지도 대부분의농업인들은 4차산업혁명을 신문 방송 이나 교육기관의특별강연또는세미나 를통해알게되었다고응답하여, 새로운정보나최신기술에대한정보를획득하는경로가아직인터넷보다는전통적인매체인신문 방송을선호하는것으로분석된다. 하지만 40세이하의젊은농업인의경우 인터넷 을통해 4차산업혁명을알게되었다고응답한비중이 33.3% 로신문 방송 (33.3%) 과함께가장높게나타났다. 또한 40대농업인은인터넷으로 4차산업혁명을알게된비율이 30.8% 로비교적높게나타났으나 50대이상에서는그비중이확연히낮아지는것으로조사되었다. 주재배작물별로는수도작과노지채소, 시설과채, 축산농가는주로 신문 방송 과 교육기관, 특별강연또는세미나 를통해알게되었으며, 과수와화훼농가는 신문 방송 과 인터넷 을통하여인지하게되었다고응답하였다. 특히시설과채와축산농가중 교육기관, 특별강연또는세미나 를통해인지하게되었다고응답한비율이 40% 이상으로조사되었다. 따라서농업인도세대별, 재배작목별로정보확산경로를차별화할필요가있음을알수있다.

45 4 차산업혁명과스마트농업 21 < 그림 2-6> 농업인의 4 차산업혁명인지경로 농업인들은 4차산업혁명이농업 농촌의발전에미칠영향이대부분긍정적 ( 매우긍정적 + 긍정적 ) 일것으로응답하였다. 특히소비 (84.4%) 나농촌 (85.6%) 분야보다생산 (92.6%), 유통 (90.2%) 분야에더긍정적인영향을미칠것으로기대한다고나타났다. < 표 2-2> 4차산업혁명이미래의농업과농촌의발전에미치는영향 단위 : % 구분 매우긍정적 긍정적 부정적 매우부정적 합계 영농및농업생산 농축산물유통 농축산물소비 농촌 ( 농업인의삶 ) 차산업혁명관련기술별인지도를살펴보면, ICT(81.6%) 와인공지능 (79.8%), 로봇과드론 (71.6%) 과같은언론노출이많은기술에대한인지도는전반적으로높게나타났으며, 클라우드 (31.4%), 관리프로그램 (48.9%), 빅데이터 (51.1%) 와같이직접적으로농업생산활동에투입되지않는기술에대한인지도는비교적낮게나타났다.

46 22 4 차산업혁명과스마트농업 < 그림 2-7> 4 차산업혁명관련기술별인지도 단위 : % < 그림 2-8> 연령별 재배작물별 4 차산업혁명관련기술인지도 단위 : % < 연령별 > < 재배작물별 > 경영주연령이 40세이하인농가는 4차산업혁명과관련된기술에대한전반적인인지도가높은것으로나타났고, 4차산업혁명관련기술인지도는평균 69.4% 인반면 71세이상의인지도는 50.9% 로조사되었다. 품목별로는화훼 (70.4%), 시설과채 (63.0%), 축산 (62.1%) 등시설을많이이용하는품목의재배농가의인지도가높게조사되었으며, 노지채소재배농가의인지도는 55.0% 로다소낮게나타났다. 4차산업혁명관련기술별이해도는농용로봇및드론과인공지능이높

47 4 차산업혁명과스마트농업 23 게조사되었으며, 반면클라우드나빅데이터처럼농업현장에직접적용되지않는분야의기술은이해도가낮은것으로조사되었다. < 그림 2-9> 4 차산업혁명관련기술별이해도 단위 : % 재배품목별로 4차산업혁명관련기술에대한이해도는차이가나타나는것으로조사되었다. 시설과채농가의기술이해도가전반적으로가장높게나타났으며, 축산농가는 ICT, 빅데이터, 인공지능, 농용로봇및드론, 화훼농가는사물인터넷과인공지능, 과수농가는정밀농업과자율주행차, 수도작은농용로봇및드론과자율주행차에대한이해도가높게나타났다. 반면노지채소농가는타재배작물농가에비해이해도가전반적으로낮은것으로조사되었다 차산업혁명관련기술경험 농업인의컴퓨터와인터넷활용능력을살펴보면응답자의 69.2% 가컴퓨터를이용해영농정보및영농경영정보를수집 관리하는등적극적으로활

48 24 4 차산업혁명과스마트농업 용하고있는것으로응답하였다. 영농과경영에컴퓨터및인터넷을적극적으로활용하는비중은특히 40세이하의젊은농업인과시설과채재배농가에서높은것으로나타났다. < 표 2-3> 농업인의컴퓨터및인터넷활용정도 인터넷활용정도 응답률 (%) 컴퓨터를전혀다룰줄모른다 0.6 컴퓨터를이용해간단한인터넷정도는할수있다 29.6 컴퓨터를통해적극적으로영농정보를수집, 관리하나경영관리에는활용하지않는다 48.8 컴퓨터를이용해적극적으로영농및경영정보를관리한다 20.4 기타 0.6 농업인의스마트폰활용능력을살펴보면응답자의 57.6% 가스마트폰을적극적으로활용할수있는것으로나타났지만, 스마트폰을통해영농 경영정보를관리한다고응답한비율은 11.3% 로컴퓨터및인터넷의 20.4% 보다낮게나타나영농및경영정보관리에스마트폰보다는컴퓨터를더많이이용하고있는것으로분석된다. < 표 2-4> 농업인의스마트폰활용정도 스마트폰활용정도 응답률 (%) 스마트폰을사용하지않는다 2.1 전화나문자정도사용하고있다 10.1 간단한인터넷접속이나검색정도는할수있다 29.9 내게필요한애플리케이션 ( 앱 ) 을적극적으로찾아잘활용한다 46.3 앱뿐만아니라스마트폰을통해영농및경영정보를관리한다 11.3 기타 0.3 4차산업혁명주요기술인생육관리프로그램, 농용로봇, 드론에대한경험률과설치율을조사하였을때, 평균경험률은 11.7%, 평균설치율은 3.7% 로아직은 4차산업혁명기술이농업현장에많이적용되지못하고있는것으로나타났다. 경험률은드론이 16.2% 로가장높은것으로조사되었다. 특히시설과채의

49 4 차산업혁명과스마트농업 25 경우생육관리프로그램경험률과설치율이높게조사되었고, 축산도생육관리프로그램의경험률과설치율이비교적높게조사되었다. < 표 2-5> 4차산업혁명관련주요기술별경험률및설치율 단위 : % 구분 생육관리프로그램농용로봇드론평균경험률설치율경험률설치율경험률설치율경험률설치율 전체 수도작 노지채소 시설과채 과수 화훼 축산 영농기간 필요한것만간략히손으로적는다 < 표 2-6> 농업관련정보관리방법 컴퓨터를이용 전문컴퓨터관리프로그램을이용한다 컴퓨터뿐만아니라모바일환경에서도꼼꼼히관리하고있다 단위 : % 전체 년이하 ~20 년 ~30 년 ~40 년 ~50 년 년이상 기타 농업관련정보관리방법을조사한결과, 50% 이상의농업인이농업활동에서발생하는영농정보를수기로관리하고있는것으로응답하였다. 하지만농업활동을최근에시작한농업인일수록컴퓨터및모바일을활용한영농관리비율이높게나타나, 창업농을준비하는예비농업인에게대한농업관련정보관리교육이중요할것으로사료된다.

50 26 4 차산업혁명과스마트농업 공익의목적으로공공기관이농업관련정보를수집한다면 32.6% 의농업인은 적극제공하겠다 고응답하였고, 51.9% 는 보안및개인정보관리가철저하다면제공하겠다 고응답하여, 보안상의문제만보장된다면대부분의농업인이농업관련정보를제공할의향이있는것으로판단된다. < 표 2-7> 농업관련정보제공의향 단위 : % 정보제공의향 응답률 적극제공하겠다 32.6 보안및개인정보관리가철저하다면제공하겠다 51.9 개인노하우등민감한정보이므로절대제공할수없다 8.4 조건에따라제공할수있다 2.8 기타 향후 4 차산업혁명관련기술활용의향 농업 농촌을위하여가까운미래에 4차산업혁명관련기술의개발이 필요하다 ( 매우필요 + 필요 ) 라고응답한비율은 71.0% 로많은농업인이 4차산업혁명기술에대한개발필요성을느끼고있는것으로나타났다. 기술별개발의필요성은정밀농업 (77.4%) 이가장높은것으로조사되었고, 그다음으로관리프로그램 (77.3%), ICT(76.5%), 생활, 간호보조 (75.6%) 순으로조사되었다. < 표 2-8> 4차산업혁명관련기술별개발필요성 단위 : % 구분 매우필요 필요 보통 잘모른다 전혀모른다 ICT 빅데이터 클라우드 사물인터넷 인공지능 농용로봇, 드론

51 4 차산업혁명과스마트농업 27 ( 계속 ) 구분 매우필요 필요 보통 잘모른다 전혀모른다 자율주행차 정밀농업 관리프로그램 생활, 간호보조 평균 차산업혁명관련기술이상용화된다면응답자의 72.5% 가 적극도입 ( 매우적극도입 + 적극도입 ) 하겠다고응답하였고, 기술별로는생육관리프로그램 (75.9%), 자율주행농기계 (71.1%), 농용로봇및드론 (70.6%) 순으로나타났다. < 표 2-9> 4차산업혁명관련기술별향후도입의향 단위 : % 구분 매우적극도입 적극도입 보통 도입반대 매우반대 농용로봇, 드론 자율주행농기계 생육관리프로그램 차산업혁명기술을도입하고자하는가장큰이유로 생산성향상 을선택한비중이가장높았고 (29.8%), 그다음으로는 노동력절감 (26.3%), 편의성증대 (15.4%) 순으로조사되었다. < 표 2-10> 4차산업혁명기술의도입희망이유 구분 응답자 1순위응답수 (%) 생산성향상 (29.8) 생산비용절감 (15.1) 농산물품질향상 (13.5) 편이성증대 (15.4) 노동력절감 (26.3) 합계 2, (100.0) 주 : 합계란 1순위 =5, 2순위 =3, 3순위 =1의가중치를부여한후합산한값을의미함.

52 28 4 차산업혁명과스마트농업 4차산업혁명기술의도입을꺼려하는가장큰이유로 나에게맞는 4차산업혁명시스템을몰라서 를선택한비중이가장높았고 (26.8%), 그다음으로는 투자대비성능이나성과의불확실성 (21.1%), 도입과정의행정절차의복잡성 (20.0%), 초기자금조달의문제 (18.6%), 새로운기술이해도부족 (6.3%) 순으로조사되었다. < 표 2-11> 4차산업혁명기술의미도입이유 구분 합계 1순위응답수 (%) 투자대비성능이나성과의불확실성 ( 성과확신 ) 관행농업이불편하지않음 ( 영세규모농가 ) 나에게맞는 4차산업혁명시스템을몰라서 ( 맞춤형 ) 새로운기술이해도부족 ( 역량강화 ) 도입과정의행정절차의복잡성 ( 론칭 ) 초기자금조달의문제 ( 자금지원 ) 기타 계 1, 주 : 합계란 1순위 =5, 2순위 =3, 3순위 =1의가중치를부여한후합산한값을의미함. 따라서 4차산업혁명기술을스마트농가에게보급확대하기위해서는농가의경영형태에맞는맞춤형기술보급이이루어져야한다. 다음으로는농가가 4차산업혁명기술을도입할때일련의과정즉행정절차, 인허가문제등을해결할수있는론칭시스템이작동되어야한다. 많은농가가투자대비성능에대한불확신성해소를위해서는선도농가또는시범단지의견학및실습이필요하다. 시설설치의초기투자자본지원과새로운기술을습득할수있는교육이필요하다. 5. 스마트농업에 4 차산업혁명기술적용의시사점 농업인은 4 차산업혁명에관한인지도와이해도, 기대감은높은편이지만

53 4 차산업혁명과스마트농업 29 실제경험률과도입률은낮게나타났다. 아직 4차산업혁명관련기술이농업현장에적용되지못하고있는것이다. 하지만농업인의 4차산업혁명기술도입의사는높게나타나향후농업부문의 4차산업혁명기술도입가능성이비교적긍정적이다. 한편, 재배품목에따라 4차산업혁명기술별관심도는차이가있어농가의경영형태에맞는맞춤형시설보급이필요하다. 시설재배를주로하는시설과수, 화훼, 축산농가들은생육관리프로그램에대한관심이높게나타났지만수도작, 과수, 노지채소농가들은농용로봇이나드론에대한관심이높게나타났기때문이다. 설문결과로유추해볼때, 관련시설도입을원활하게하기위해서는이른바 스마트농업론칭프로그램 도입이필요할것으로사료된다. 도입의향이있는농가가도입할때일련의과정즉행정절차, 인허가문제등을한번에해결할수있는시스템이작동되어야한다. 또한농가의투자대비성능에대한불확실성해소를위해서는선도농가또는시범단지의견학및실습도필요하다. 여기에시설설치의초기투자자본지원도병행되어야한다. 마지막으로농업인의교육및역량강화프로그램이필요하다. 농가의컴퓨터, 스마트폰, 인터넷활용능력은비교적높은것으로나타났지만, 기기활용능력에비해영농정보관리방법은아직수기에머물러있는것으로분석되었다. 따라서신규창업농교육에서컴퓨터, 인터넷, 모바일을활용한체계적인교육및역량강화가요구된다. 이와같은내용은제7장의스마트농업의보급확대를위한정책방안에연계되어있다.

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55 농업현안해결을위한스마트농업적용제 3 장 1. 농업부문현안문제도출 우리농업은최근농가소득의정체, 곡물자급률하락, 농촌인구의감소와고령화, 수급불안등많은문제를안고있다. 정부는이러한문제를해결하고우리나라농업을한단계성장시키기위해서다양한정책적노력을강구중이며최근에는그일환으로스마트농업에대한관심이크다. 결국 4차산업혁명기술을스마트농업에접목하자는것이다. 스마트농업의실현으로우리농업의현안문제를조금이나마해결하고자하는차원의접근이필요하며그러기위해서는현안문제가무엇인지를먼저발굴하고, 그문제를해결할수있는 4차산업혁명기술개발및보급을선택적으로추진할필요가있다. 이러한차원에서본연구에서는우리농업의현안문제를발굴하는데 3단계를거쳤다. 첫째단계는농업의현안문제발굴을위해최근 5년동안한국농촌경제연구원기본과제, 정책과제및 KREI 논단, 외부기사, 농업부문의중장기발전계획등을참고하여문제점을발췌했다. 둘째단계에서는품목 ( 축종 ), 단계 ( 생산-유통-소비 ) 별 KREI-미래농업위원회 위원들과브레인스토밍을통해현안문제를확정하였다. 셋째단계에서는중요현안별 4차산업혁명기술적용가능성을분석하여향후방향을제시하였다.

56 32 농업현안해결을위한스마트농업적용 2. 분야별현안문제와스마트농업 2.1. 시설원예분야 시설원예생산분야의현안은생산성증대, 생산비절감, 품질향상이다. 생산비에서는인건비절감과광열비절감이가장큰현안으로대두되었다. 시설원예분야의생산성증대를위해서는복합환경제어관리, 공간재배기술, 생육진단예측기술, 원격전문가지원등이필요하다. 복합환경제어항목은온습도제어, 탄산가스시비등이포함되며이에실제로적용되고있는 4차산업혁명기술은 IoT로데이터를수집하고빅데이터로분석한후클라우드에올리는정도에머물러있다. 향후클라우드에서데이터를받아인공지능을통해분석한결과를통해환경제어와생육조절이자동으로제어될수있도록하는기술개발이이루어지면생산성증대에크게기여할것으로본다. 시설원예분야생산비가운데인건비를절감하기위한핵심기술은원격제어관리, 파종 수확자동화, 온습도자동제어, 개폐자동제어, 양액자동제어, 원격제어관리, 수확작업의자동화등이다. 현재우리나라기술적용상황은 IoT로데이터수집과빅데이터분석, 상용앱을통한원격창문개폐와양액자동공급정도인것으로나타났다. 그러나일부품목에서는로봇을이용한파종과수확으로노동력을절감하고있기도하다. 시설원예에서는생산비절감차원의광열비절감도매우중요하다. 에너지통합관리시스템을이용하여생육시기별온습도제어, 국소냉난방제어, 기상데이터와연계하여시설내온습도를최적으로관리할경우광열비절감을실현할수있다. 이분야의우리나라현재기술수준은 IoT로데이터를수집하고분석하는단계에머물러있다고판단되며온습도및냉난방시설가동은수동으로처리하는정도이다.

57 농업현안해결을위한스마트농업적용 33 < 표 3-1> 시설원예작물의현안문제를해결하기위한적용기술및기술수준 현안 생산성증대 ( 단수증가 ) 생산비절감 품질향상 인건비절감 광열비절감 자료 : 연구진작성. 적용기술 복합환경제어관리 - 온도, 습도, 제습제어 - 관수, 시비제어 - 탄산가스시비 현재 4 차산업혁명핵심기술적용실태 IoT 빅데이터데이터분석클라우드 공간재배기술 생육진단예측기술 원격전문가지원 원격제어관리 파종-수확자동화 온습도자동제어 개폐자동제어 양액자동제어 원격제어관리 농작업데이터관리 에너지통합관리시스템 - 생육시기별온습도제어 - 국소냉방, 난방제어 기상데이터결합 정밀생육환경조절 생육진단과처방 병해충예찰 ( 화상 ) 수확후관리 ( 고품질, 안전성 ) 소비자니즈반영 전문컨설팅 인공지능 (AI) 로봇등 마지막현안인품질향상을위해서는정밀생육환경조절, 생육진단과처방, 병해충예찰, 신선도를위한수확후관리등이중요하다. 현재적용되고있는기술은 IoT를이용하여생육상황, 병해충자료를수집 분석하여정보를제공하면경영주는상용앱또는수동으로조절하는단계이다. 향후수집된데이터를인공지능등을통해분석한후자동으로조절할수있는기술이개발 보급될때품질향상에더욱기여할것으로본다. 우리나라의시설원예분야에적용된기술수준은아직초보단계이다. 공학

58 34 농업현안해결을위한스마트농업적용 전문가, 농학전문가들이공동으로수집된정형데이터, 비정형데이터를분석하고, 딥러닝등을통해농가가개입하지않는자동제어앱과로봇등의개발이필요하다. 위의결과를바탕으로 4차산업혁명기술을이용하여시설원예분야의경영성과를제고하기위한전체시스템을구상해보았다. 먼저 IoT 기술을이용하여데이터를수집하고 ( 외부관리데이터, 환경관리데이터, 생육관리데이터등 ), 수집된정형데이터와비정형데이터를결합하여빅데이터분석을수행한후딥러닝, 시맨틱, 인공지능기술을통해기술의실행수단인로봇 ( 파종-접목, 농약방제 ), 스마트앱으로자동제어를실시할필요가있다. 이것이실현될경우비로소스마트농업이한차원성장하여농가경영성과제고가실현되고현안문제인생산성증대, 생산비절감, 품질향상, 소득증대도꾀할수있을것이다. < 그림 3-1> 시설원예작물의경영성과제고시스템

59 농업현안해결을위한스마트농업적용 축산분야 축산생산분야의현안문제는생산성증대, 생산비절감, 품질향상, 축분관리등을들수있다. 생산비절감에서는시설원예와마찬가지로인건비절감, 광열비절감이우선시된다. < 표 3-2> 생산부문의축산현안, 적용기술및 4 차산업혁명대응기술 현안 생산성증대 생산비절감 인건비절감 광열비절감 현재 4차산업혁명핵심기술적용실태 적용기술 IoT 빅데이터데이터분석인공지능클라우드 (AI) 로봇등 가축개량 사료관리 축사내환경관리 가임적기판정 폐사율관리 방역관리 축사내환경제어 급이기자동및계량화 돈선별기 음수기및군사사양관리 사육시기별환경제어 신재생에너지이용 질병예찰 사육진단과처방 품질향상 가축행동탐지 컨설팅 소비자니즈 축분 분뇨처리 퇴비화, 에너지화 관리 악취제거 악취제거 자료 : 연구진작성. 축산분야의생산성증대를위해서는종축개량, 사료관리, 축사내환경관리, 가임적기판정, 폐사율관리, 방역등이필요하다. 현재적용되고있는 4차산업혁명기술은 IoT 데이터수집, 수집된빅데이터의분석, 분석된빅데이터를클라우드업로드하는정도이다. 축산분야는다른분야에비해비교적많은정보를수집하여분석하고있는편이다. 특히사료관리는생육단계, 체중등이고려되어로봇등으로급여하는곳도있다.

60 36 농업현안해결을위한스마트농업적용 생산비중인건비를절감하기위해서는축사내환경제어, 급이기자동화및계량화, 돈선별기자동화등이필요하다. 현재우리나라에서적용되고있는 4차산업혁명기술은 IoT 데이터수집, 수집된빅데이터분석, 상용앱을통한농가원격관리등이해당된다. 향후수집된데이터를인공지능으로분석하여자동제어가가능할경우생산비절감에도움이될것으로예상된다. 축산분야의광열비절감을위해서는사육시기별환경제어, 신재생에너지를이용한냉난방등이필요하나현재기술수준은 IoT 이용온습도데이터수집정도이며이를분석하여농가가직접시설내온습도및냉난방시설을수동으로관리하는정도이다. 축산부문의품질향상을위해서는질병예찰, 생육단계별사육진단과처방, 가축행동탐지등이중요하다. 현재적용되고있는기술은생산비분야와비슷하나생산에서수집 분석된정보를이용하여경영주가상용앱을이용하여축사를조절하는단계까지는실현되고있다. 축산부문에서가장큰현안문제로대두되는것이분뇨처리와악취제거문제이다. 분뇨를퇴비화하거나, 에너지화하는기술을개발하고있으나, 경제적인측면과제도적인측면이연계되어실효성있는기술개발이필요하며, 악취문제는냄새에대한발생원인, 감축방안등을분석하여실용화할필요가있다. 우리나라의축산분야의적용된 4차산업혁명관련기술수준은다른농업분야에비해한단계높다고판단된다. 하지만보다발전된스마트축산의실현을위해서는시설원예분야와마찬가지로공학전문가및축산전문가들이협력을통해발전방안을모색해나갈필요가있다. 4차산업혁명기술을이용하여축산분야의경영성과를제고하기위해서는 IoT 기술을이용하여각종센서 ( 환경센서, 사양센서, 번식센서, 질병및분뇨센서 ) 를통해데이터를수집하고수집된정형데이터와비정형데이터를빅데이터분석, 딥러닝, 시맨틱, 인공지능으로분석하여사료자동급이기, 포유로봇, 비육돈출하선별기, 스마트앱등으로자동관리할수있어야한다. 자동관리에는환경관리, 사양관리, 번식관리, 질병관리등이포함된다.

61 농업현안해결을위한스마트농업적용 37 < 그림 3-2> 축산농가의경영성과제고시스템 2.3. 유통 가공분야 일반농산물의유통 가공분야의현안은수급안정, 유통효율화, 품질향상으로요약될수있으며유통효율화는다시물류시스템정비, 판매촉진이핵심이다. 유통 가공분야의핵심인수급안정을위해서는수급예측, 계약재배, 생산 유통 (ERP), 저장및가공기술, 가축이력축적등이필요하다. 현재우리나라에서적용되고있는수급안정분야 4차산업혁명기술은 IoT 데이터수집, 빅데이터분석, 클라우드에업로드정도이다. 향후클라우드에서데이터를받아인공지능을통해분석해야할부분은저장량, 계약재배면적등이며이를통해수급예측이자동으로이루어지면농산물수급안정에기여할것으로예상된다.

62 38 농업현안해결을위한스마트농업적용 < 표 3-3> 유통가공부문현안, 적용기술및 4 차산업혁명대응기술 수급안정 유통효율화 현안 품질향상 물류시스템 판매촉진 자료 : 연구진작성. 적용기술 현재 4 차산업혁명핵심기술적용실태 IoT 빅데이터데이터분석클라우드 수급예측 계약재배 생산-유통 (ERP) 저장및가공기술 가축이력추적 온라인경매플랫폼 원격구매 온라인직거래 전자주문시스템 입출고물류창고제어 운반차량관리 생산유통소비최적화 웹 ( 이미지 ) 경매 인공지능 (AI) 로봇등 SNS, 블로그 구매패턴분석 스마트상점 저온저장시설 등급판정 유통효율화현안중물류시스템현대화는온라인경매플랫폼설치, 원격구매, 전자주문시스템개발, 운반차량관리등이실현될때가능해질것으로예상된다. 이분야의우리나라 4차산업혁명기술역시 IoT 데이터수집, 빅데이터분석정도이며상용앱을통해개별유통업체가판단하여의사결정을하는수준이다. 또하나의유통효율화현안인판매촉진은구매패턴분석, 스마트상점등의설치 운영에의한비용절감과소비자만족도를높혀야한다. 현재유통분야는그나마많은부문자동화되어있다고판단되나향후온디멘딩, 블록체인등과같은기술의질적향상이필요할것으로사료된다. 마지막으로농산물의품질향상현안을해결하기위해서는저온저장시설현대화와등급판정등이중요한이슈이다. 이에대한우리나라에서관련

63 농업현안해결을위한스마트농업적용 39 적용기술은기초적인데이터수집 분석과저장량및저장상태파악정도이다. 반면등급판정은자동판정기기가보급되어이용되고있는곳도있다. 유통분야의경영성과제고를위해서는수급데이터, 물류데이터, 판매데이터의통합 IoT 솔루션이필요하며데이터를이용한이미지경매, 소비자성향에맞는판촉, 판매처선택시스템, 수발주자동시스템등이개발 보급되어야할것이다. < 그림 3-3> 유통분야경영성과제고시스템 2.4. 소비분야 소비분야의현안문제를해결하기위해서는생산및유통단계와다르게접근할필요가있다. 즉 4차산업혁명시대에는각단계의구분이모호해지기때문에오히려소비분야의수요와현안을생산단계와유통단계에서사전에포착할필요가있다. 즉, 생산 유통 소비가구분없이결합되었을때소비의현안문제를해결할수있다.

64 40 농업현안해결을위한스마트농업적용 소비자가원하는것은고품질, 안정성, 가격안정이며소비자의소비트렌드의변화에맞춰생산, 유통 가공이사전에이루어져야한다. 고품질농산물확보를위해서는생산단계에서선별, 환경제어, 품질모니터링, 예찰및방제, 시비및선별, 가축질병예방이필요하고, 유통분야에서는등급판정, 수확후저장기술, 소비자니즈가반영된상품을개발 보급하기위한기술이필요하다. 농산물안전성을위해서는생산단계의이력제, 원산지표시, 잔류농약검사, GAP 인증, HACCP 인증, 천적 화분매개곤충이용, 친환경농자재사용, 동물복지등을위한기술이필요하다. 유통단계에서는성분표시, 유통기간및보관방법등의기술개발이필요하다. 가격안정을위해생산단계에서는수급정보를사전에파악하고, 기상등의변화에따라생산예측정보가필요하다. 유통단계에서는가격안정을위해서수출입정보, 유통업태별시장정보, 국내외농산물이동추적등의정보가수집 분석되어야한다. 또한소비트렌드가반영된제품도공급되어야한다. 특히병원식, 고령식, 유아식등특정소비층을위한제품이개발되어야하며, 가상 ( 증강 ) 현실구매가가능한기술도보급될필요가있다. < 표 3-4> 소비부문현안, 적용기술및 4차산업혁명대응기술 고품질 현안 생산 유통 적용기술 IoT 현재 4 차산업혁명핵심기술적용실태 빅데이터 데이터분석클라우드 인공지능 (AI) 로봇등 선별 ( 크기, 모양, 당도 ) 환경제어 품질모니터링 예찰및방제 시비및선별 가축질병예방 등급판정 수확후저장기술 소비자니즈

65 농업현안해결을위한스마트농업적용 41 안전성 가격안정 현안 생산 유통 적용기술 IoT 현재 4 차산업혁명핵심기술적용실태 빅데이터 데이터분석클라우드 인공지능 (AI) 이력제 원산지 잔류농약검사 GAP 인증 HACCP 인증 천적 매개곤충이용 친환경농자재사용 동물복지인증 성분표시정보 유통기간등 생산수급정보 기상피해분석및예측 수출입정보 유통 유통업태별시장정보 국내외농산물이동추적 소비 병원식, 고령식, 유아식 트렌드 최적배송체계 자료 : 연구진작성. ( 계속 ) 로봇등 < 그림 3-4> 소비자의만족도제고시스템

66 42 농업현안해결을위한스마트농업적용 이를해결하기위해데이터수집단계에서는안정성관련정보를수집하고, 품질을높힐수있는센서, 수요파악을위한정보등의데이터가필요하다. 이런데이터는 IoT 기술을이용하여수집해야한다. 수집된데이터를보다더정확하고빠르게분석하기위해딥러닝, 인공지능 (AI) 기술이적용되어야하며, 분석된데이터를클라우드상태로올려놓고, 이데이터를이용하여온라인쇼핑, 모바일앱, 스마트폰으로구입할수있도록하는등소비자의만족도를높일수있는기술이개발 보급되어야한다. 3. 우리농업의변화전망과스마트농업 우리농업은크게변화할것이다. 생산분야는자본과기술이접목된생산체계가구축될것이다. 소규모농가도많이존재하겠지만, 향후에는대규모농업회사법인이영농활동을주도해나갈것이다. 국민정서상대규모민간기업이직접영농활동을하기는어려울것으로보이나자본과기술이축적된민간기업이선진화된기술을농가및영농법인에제공함으로써전체적인농업발전에기여할수있는부분이있을것이다. 일본의후지쓰 (Fujitsu) 와네덜란드프리바 (Priva) 가선진적인시스템을보유하고있고, 이를농가에게보급하고있는것이그예이다. 네덜란드프리바는우리나라에많은온실을설치하여수익을얻고있고, 우리나라시설에서생산되는데이터를실시간으로축적 분석하여우리실정에맞는환경관리, 생육관리를할수있도록하고있지만직접적인영농활동은하지않고있다. 유통분야의경우도매시장의주요기능이변화될가능성이크다. 지금의상적유통기능 ( 가격형성, 대금결제, 금융기능 ), 물적유통기능 ( 집하, 분산, 저장, 보관, 하역, 운송등 ), 유통정보기능 ( 시장동향, 가격정보등수집및전달 ), 수급조절기능 ( 물량반입, 반출, 저장, 보관등 ) 등이 4차산업혁명기술변화에따라다양한형태로발전또는변경될것이며, 궁극적으로는도매시장시스템의존재자체가다른형태로변화될가능성도있다.

67 농업현안해결을위한스마트농업적용 43 소비분야는시장에직접방문하여구매하는형태가변화될것이다. 온디멘딩, 모바일앱, 직구, 온라인쇼핑등이확대될것이다. 후방산업은농기계, 비료, 농약, 물, 수확작업기등이로봇화되어자율적으로작업이가능할것으로전망된다. 향후스마트농업적용시스템도크게변화할것이다. 4차산업혁명기술이농업에보다안정적으로적용되기위해서는법, 규제, 제도, 자금지원, R&D, 인력육성, 주체별역할등의기반조성이필요하다. 이에대해서는제7장의스마트농업보급확대를위한정책방안에서상세하게제시하고있다.

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69 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점제 4 장 1. 사물인터넷 (IoT) 해외사례 미국 Southern California( 서던-캘리포니아, 남가주 ) 대학에서는옥외정원을인터넷으로연결하여원격정원을구성하였다. 이정원의핵심은 IoT 와로봇팔을연결하여정원사들이원격으로정원관리가가능하도록하였으며프로그램및시스템표준화를통해전세계어디에서나원격으로파종이가능하도록개발하였다. 네덜란드는 스파크드 (Sparked) 시스템 을통해가축질병을예방하고있다. 가축의귓속에무선인터넷센서를이식해건강상태를확인하고고기나우유에서비롯되는질병을조기에예방하는시스템이다 ( 농림식품기술기획평가원 2016b). 포르투갈의 PREMIVM 정보시스템 은포도생산에방점을두고있다. 휴대용와인펜 (WinePen) 을수단으로하여정보수집및분석이이루어지고있다. 이를통해관리자의경영관리결정에도움이되는정보를제공한다. 포도의최고수준성숙도와균질도를파악하고구획별적정수확시기와 9 제4장은전반적으로농림수산식품기술기획평가원 (2016b) 의 4차산업혁명과농업 을인용하였으며연구진의의견도추가로삽입하여재정리하였음.

70 46 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 순서를결정하는등포도재배지내에서도구획별차이를반영한생산관리가이루어지고있다. 일본의대표적인 IoT 기업후지쓰는 아키사이 (Akisai) 를통해작물재배를최적화하고있다. IoT 센서를이용하여재배환경의데이터를실시간으로계측 수집하는동시에클라우드서비스를이용한데이터축적과분석으로토마토등원예작물의재배에활용한다 ( 이종원 2016). 재배시설에서기온, 지온, 수분, 일사량, 토양의비료농도등을측정하고분간격으로클라우드서버에데이터를전송하여데이터수집 분석 예측등을수행한후각농가에최적의물과비료의양을제시해준다 ( 김관중외 2015). 이를통해농가수확량은관행방식대비 20 30% 증가하였으며, 농가별생산계획과수확량예상등의확인및일괄관리가가능하였다. 또한농산물조달계획수립을위한기반데이터로도활용되고있으며최근에는기후변화속에서도소비자가만족할만한품질의토마토를연중일정한양으로공급할수있도록하는스케줄링소프트웨어를개발하여시험운영중에있다. < 그림 4-1> 후지쓰의스케줄링시스템화면 자료 : 농촌진흥청 (2014). 농업 ICT 융합선진사례모음.

71 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 47 이탈리아에서는양돈개체관리프로그램인 피그와이즈 (PigWise) 가대표적이다. 고주파전파식별 (RFID) 인식기와카메라를이용하여돼지개체별성장과복지, 개체모니터링등을수행하고있다. 프로그램의체계는양돈축사내동물행동탐지 스마트사료섭취행위모니터링 농가조기알람시스템으로구성되어있다. 경제적손실방지를위한모니터링과의사결정지원으로초기단계에서문제점을탐지할수있으며, 잠재적건강문제와더불어성장과동물복지문제발생시초기에긴급알람을해주는기능을가지고있다. 고주파전파식별 (RFID) 안테나를통해개체별사료섭취행동데이터를수집하여컴퓨터로전송시키며, 카메라비전시스템은전파식별 (RFID) 리더에의한식별을검증수단으로사용하고있다. < 그림 4-2> PigWise 시스템 데이터수집장치 카메라비전시스템 알람메시지 PigWise 웹사이트 자료 : 농촌진흥청 (2014). 농업 ICT 융합선진사례모음. 벨기에에서는 사운드톡 (SoundTalks) 을통해돼지질병을예방하고있다. 돼지의발성음을통해건강상태및복지수준을분석하고질병감염등에대해서도실시간으로모니터링한다. 특히사운드톡은어린돼지등의호흡

72 48 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 기질병감염의조기경보에도중점을두고있다. 어린돼지들의기침소리를분석함으로써호흡기질병의발생을예찰하여질병의확산을막을수있으며, 환기불량과같은환경변화를실시간으로분석및제어하여돈사의환경을자돈의건강에적합하도록자동으로조절할수있다. 이기술을이용하면호흡기질환이예방되어항생제사용량의감소, 자돈폐사율감소, 생산성향상의효과가있을것으로예상된다 ( 이준엽 2015). < 그림 4-3> SoundTalks 시스템및돼지기침모니터링모식도 자료 : 이준엽 (2015). 양돈분야 ICT 해외신기술동향 국내사례 엔씽은 IoT 화분플랜티와모바일재배일지앱라이프를개발하였다. 센서로화분의조도, 습도등을체크하고식물이잘자라는데중요한요소를트레킹하여측정데이터를활용하거나저장하며, 앱재배일지는사진저장이쉽고날씨, 일조량과같은정보들을인터넷과연결해쉽게기록할수있게하였다. 퓨처텍은각종센서를통한실시간모니터링하고원격지원까지모바일로쉽게관리가가능한 IoT 딸기재배시스템구축하였다. 경작자는정보를바탕으로온도및조명제어, 침입자감지, 물주기등의농장관리에필요한조치를원격으로제어할수있다.

73 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 49 < 그림 4-4> 퓨처텍의 IoT 딸기재배시스템모바일애플리케이션 자료 : 농림식품기술기획평가원 (2017). 4 차산업혁명우수사례. 경북성주 Clean 성주참외팜창조마을 은 IoT 기술을적용하여참외생산농가의생산, 재배및유통을지원하고있다. 온실환경정보수집및관제, 시설제어기원격제어등중앙서비스형온실통합관제시스템을구축하고우수재배정보를수집하여 DB를확보한후작물재배관련정보를농가에제공한다. 생산농가의이력을빅데이터화해서브랜드의가치제고와원활한직거래를지원하고있으며판매차량의운행일지, 적재량, 운행기록등을체계적으로관리하고있다. 또한시설하우스출입시농장주의얼굴을인식하는등농작물도난방지및안전관리시스템도구축중이다.

74 50 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 < 그림 4-5> Clean 성주참외팜창조마을조성사업구성도 자료 : 농림식품기술기획평가원 (2017). 4 차산업혁명우수사례. 2. 빅데이터 2.1. 해외사례 빅데이터의적용사례는미국이절대적으로우위를점하고있다. 미국의몬산토는 필드스크립트 (FieldScripts) 란명칭의빅데이터정보망을제공하고있다. 필드스크립트 (FieldScripts) 는옥수수, 대두, 면화, 밀, 카놀라, 수수, 사탕수수종자를제공하며좋은품질의종자유전학과첨단형질기술로데이터를분석해서각농가에게최적의해결책을제공하는시스템이다. 몬산토는식물육종연구로유전적수확량을극대화하여옥수수의가치를높였고, 이로인해농가는안정적으로옥수수를재배할수있었다. 종자의생산성을높이기위한기법으로유전체학 (Genomics), 작물분석 (crop analytics), 표지육종 (marker-assisted breeding) 등의첨단육종기법을이용하고있다. 또한

75 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 51 필드스크립트 (FieldScripts) 는종자유전학과정밀한장비를사용하여경작지에적합한품종과파종량을재배하도록돕고, 토질과질병의이력, 강수량등의데이터를통해농지에서의재배를원활하게할수있도록지원한다. 이시스템의도입효과는지속가능한농업이라는점과맞춤형수확을통해생산량을증대시킬수있다는점이다 ( 박로운외 2015). 듀폰 (DuPont) 은인공위성에서위치정보를받아밭을가는트랙터와무인이앙기등을개발 보급, 날씨정보솔루션 더프로그레시브파머 (The progressive Farmer) 를적용하고있다. 이솔루션은아이패드용농업관련정보시스템으로뉴스와시장정보, 가축및장비, 토지관리, 농업정책, 선물옵션및투자정보등다양한정보들을실시간으로공급하고있다. 존디어 (JohnDeere) 는자사의트랙터및콤바인등의농기계에첨단센서등데이터수집과무선전송이가능하도록첨단장비등을탑재하였다. 또한 시드스타모바일 (SeedStar Mobile) 이라는휴대용장비를사용하여파종작업을실시간으로전송하고공유할수있도록하고, 트랙터좌석에서행단위로파종수행작업을제공하여풍부한정보를얻을수있도록하는시스템을갖추었다. 모바일시스템은문서를시각화하고실시간으로파종데이터에접근할수있으며작업의정밀도와정확도에서가장높은수준으로실행한다. 이시스템의도입효과는작업수행중문제가생겼을경우신속한해결이가능하다는점과파종작업향상및생산성증가, 작물수확량의극대화를유도하여농업생산성향상에기여한다는점이다. 또한고화질지도등의공간정보와연계하여가시화된형태의정보제공, 영농정보의기록 이력관리를통한체계화된영농관리및개선기반을마련할수있는장점이있다. 획득한정보를이용하여농장에맞도록최적으로설정하고있으며, 농장에다른문제점이발견되면문제점진단과필드를정찰하여농장에맞도록새로운운영체계를모색하는데이용되고있다.

76 52 국내외 4차산업혁명 기술 적용 사례와 시사점 <그림 4-6> 존디어의 시드스타 모바일 자료: 존디어 홈페이지( ). <그림 4-7> Climate Corporation의 정밀농업시스템 <Climate Pro> <ConnectedFarm> <정밀농업장치를 탑재한 농기계 내부 모습> 자료: Climate Corporation; Trimble Co; 존디어 홈페이지( ).

77 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 53 클라이머트코퍼레이션 (Climate Corporation, 미국 ) 은 클라이머트필드뷰프로 (Climate Fieldview Pro) 라는시스템을통해 250만개지역의주요기후정보를통해기후예측모델을연구하고있다. 이시스템은 1,500억개의토양정보와 10조개의기상시뮬레이션정보를축적하여기상및지리정보, 사례기반추론을통해위험과비용을최소화하고문제해결을위한의사결정수행에활용된다. 프로그램이용료는에이커당 15달러이지만수익은관행재배보다에어커당 100달러증가되고, 수확량은 5% 증가한것으로나타났다. 이러한서비스는콤바인내부에서자체적으로조작이가능하지만스마트폰에서이용가능토록하여활용도를배가시키고있다. 유럽에서는 IoF2020(Internet of Food & Farm) 이대표적이다. IoF2020는농식품전분야가치사슬의연결을통한빅데이터축적프로젝트로농산물판매보다더부가가치가높은농업정보비즈니스를준비하고있다. 이는곧숫자에근거한농업과유통및판매의변화, 농식품전분야효율성극대화등을기본전략으로하여 5개영역 ( 곡물, 낙농, 과수, 채소, 축산 ) 에서빅데이터기반의혁신비즈니스사례를제시하는것이 1차목표이다. 또한농식품분야빅데이터수집및활용에관한국제적표준제시를목표로하고있다. 10 일본에서는모토카목장을빅데이터적용사례로제시할수있다. 모토카목장은젖소, 육우사육목장관리를위해클라우드서비스기반시스템을도입하였다. 약 200여개항목의데이터수집과분석을통해소건강상태및우유생산량예측, 도축시기예측등소관리의최적화를기능하게하였다 국내사례 빅데이터와관련한국내농업적용사례는국가동물방역통합시스템 (KAHIS) 데이터와 KT의통화로그데이터를연계 분석한것이대표적이다. 여기에서는 KT 기지국통계및농림축산검역본부 KAHIS 축산차량이동데이터를활 10 전라북도 제 3 회전북농생명 sw 융합페어및국제교류행사 자료집.

78 54 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 용하여조류인플루엔자 (AI) 확산지역에대한예측모델을개발하였다 ( 한국정보화진흥원 2015). 11 한편, 정부차원의공공데이터통합서비스도제공중이다. 농림축산식품부를비롯하여소속 15개기관은공공데이터와연구용역에서발굴된데이터를수집하여 농림축산식품공공데이터포털 을운영중이다. 그내용은농림축산식품관련공공데이터뿐만아니라민간의정보자원을활용한농수축산물가격정보와소비자유형별관심농식품등을대상으로한다. 이를통해개발한스마트영농일지모바일앱 파밍 은현재 3천여농가에서활용중이다. 민간부문에서는하림의 빅데이터농장 을들수있다. 2000년대이후육계수요처들이다양한무게조건을요구하게되었으며, 기준미충족시닭을해체해부위별로판매해야하는문제가대두되었다. 예를들면학교급식수요는마리당 1.7kg이상, 프랜차이즈의경우는 1.5~1.6kg을요구하는상황이발생하였다. 이에사육중인닭의정확한무게예측이중요해지면서하림은시범농장에 IoT를도입, 센서 무선통신장비로실시간으로데이터를수집하였다. 적외선 CCTV로닭의움직임을추적하고 1/10초간격으로닭의무게를측정하고있으며, 닭의무게데이터를매일 86만 4,000개를축적하여분석작업에이용하고있다. 하림은이를통해닭의체중증가추이, 10g 단위의무게분포와평균무게를정확하게예측하게되었으며, 향후새로운서비스와제품의판매가가능할것으로보고있다. 또한개별닭농장의최적사육환경에대한컨설팅서비스제공뿐아니라전용센서, 무선통신패키지, 분석솔루션을합친플랫폼개발과판매량향상을목표로하고있다. 11 한국정보화진흥원 빅데이터글로벌사례집. 미래부.

79 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 드론및로봇 3.1. 해외사례 프랑스의에어이노브 (Airinov) 는광학탐지장비가탑재된드론으로빅데이터와농업을연결하고있다. 광학센서로경작지자료를모아분석한후특정포인트에적절한양의비료를사용하여농장의비료사용량을절감하였다. < 그림 4-8> 에어이노브의드론활용 자료 : 농수축산신문창간기획특집기사 ( ). 4 차산업혁명시대의농업 농촌. 미국존디어 (JohnDeere) 사는빅데이터 IoT뿐만아니라로봇기술도선진화되어있다. 존디어의자율주행트랙터는 GPS 신호를기반으로이동경로를스스로선택하고작물의상태를측정하여수행할작업을자동적으로선택한다. 농기계에장착된화면의대시보드는실제인구, 싱귤레이션 (singulation, 태그식별 ), 파종간격, 다운포스 (downforce, 차체하강 ), 승차감, 게이지바퀴의폭등다양한것들을농작업현장에맞도록농업인이선택할수있다. 하비스트오토메이션 (Harvest Automation, 미국 ) 은 1회충전으로 1일 9 시간노동이가능한화분관리로봇 Harvey 를개발하였다.

80 56 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 3.2. 국내사례 드론과로봇, 자율주행농기계등은대부분정부주도로개발중이다. 정부는자율주행무인제초기영농현장시범보급사업을통해 GPS( 작업경로 ), 레이저센서 ( 작물식별 ), 관성센서 ( 자세교정 ) 등을결합하고있다. 무인기영상을활용한벼, 동계맥류, 주요 5대채소류 ( 배추, 무, 고추, 마늘, 양파 ) 재배면적, 병해이상유무, 수량평가알고리즘등을개발하고있으며, 과수원의지형과수형을자동인식하여과수농장에농약 비료등을정밀하게살포할수있는장치도개발중이다. 농촌진흥청에서는빅데이터와첨단농업기술을기반으로송아지의발육과영양상태등개체특성에따라대용유의급여량과시기를자동으로조절해공급하는인공지능로봇을개발하였다. < 그림 4-9> 농촌진흥청로봇포유기 Calf U-MO 자료 : 농림식품기술기획평가원 (2017). 4 차산업혁명우수사례. 송아지의체중, 일령에따라맞춤형급여주기를설정하고, 1회정량급여후우유꼭지가숨는시스템으로송아지의과식과급체를방지하였다. 또한영양상태를관찰하는맞춤형건강관리와자동소독, 송아지키에따른높낮이조절기능등을개발하여무인으로젖주기가가능하게하였다. 이를통해첨단 IT를접목한동물복지를실현하였으며향후축산농가보급을

81 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 57 통해노동효율향상을꾀하고있다. 농어촌공사에서는효율적이고과학적인물관리를위해 IoT와연동된드론을활용중이다. 전국주요저수지와양 배수장, 수로등에설치된자동수위계측기와 CCTV를통해수자원정보를모니터링한후수위가급상승할경우자동수위계측기가이를감지, 시설관리자에게문자를발송하고관리자는원격으로용수공급중단, 수문개방등의조치를취한다. 드론의경우농업기반시설과수자원관리에활용되는데수리시설의누수여부와시설주변토사의붕괴여부등안전점검에활용한다. 이를통해농어촌공사재난안전종합상황실에서는전국 3,394개저수지의저수율과기상정보등을 24시간모니터링하여재해대책을지휘하고수집된데이터를분석하여농업용수의수요 공급정보를일단위로관리하는계량화된물관리를추진중에있다. 4. 인공지능 (AI) 4.1. 해외사례 미국의블루리버테크놀로지 (Blue River Technology Inc.) 는트랙터에기계학습엔진을탑재한잡초제거로봇인레터스봇 (LettuceBot) 을개발하였다. 트랙터에연결된레터스봇은실시간으로농지를촬영하면서상추와잡초를구별하여최소한의제초제살포만으로잡초를성공적으로제거하였다. 레터스봇을이용하면화학물질사용의 90% 를절감할수있었으며, 현재미국에서매년생산되는양상추중 10% 를공급하는밭에서이미레터스봇을사용중이다. 한편, 미국펜실베이니아대학에서는질병 26종에감염된작물 14종을이용하여사진으로질병여부를판단하는인공지능앱을개발하였다. 이는작물의잎상태를판별하는것이핵심이다. PC에 5만개이상의이미지를올려학습시킨인공지능은새로판별해야할잎의이미지중 99% 정확도로

82 58 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 건강여부를식별하고, 전세계농민이병에걸린작물사진을올리면질병원인을판단하여처방이가능하다. 독일의보쉬 (Bosch) 사는회사자체주도로독일내대학과연계하여인공위성을이용하여지상물의위치 고도 속도등에관한정보를제공하는시스템 (Global Navigation Satellite System: GNSS) 12 을통해토양기반분석이가능한로봇을개발하였다. 호주의퀸즐랜드기술대연구팀은카메라와센서, 인공지능소프트웨어가탑재된애그봇 (AgBot) 을개발하였다. 센서네트워크나드론과결합되어데이터를실시간분석한뒤제초나방제, 시비작업을 24시간동안수행가능하도록하였다. 인공지능기술을통해잡초의패턴을분석해분류하고, 물리적제거및제초제살포를스스로판단, 수행하고있다. 5. 국내외적용사례의시사점 차산업혁명핵심기반인데이터인프라부족 4차산업혁명기술이농업문제해결및농업에적용되기위해가장기초가되는것은데이터의수집 저장 분석이다. 수집 저장된데이터를분석하여 IoT, 빅데이터, 클라우드컴퓨팅에응용되어농업현장에적용하는것이다. 네덜란드는 IoT, 빅데이터기술진보와함께프리바 (Priva) 라는세계적인온실설치기업을보유하고있다. 네덜란드는이러한기반을근간으로하여각국에적합한온실과시스템을수출하고있으며, 우리나라역시프리바를통해온실시스템과소프트웨어를구축하는경우가많다. 이는곧우 12 인공위성을이용하여지상물의위치, 고도, 속도등에관한정보를제공하는시스템 ( 네이버지식백과, tegoryid=32379: ).

83 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 59 리나라자체의시스템이갖추어져있지못해각종고급데이터가사장되는결과를초래하고, 우리나라시설농가스스로개선된영농활동을영위하는데한계를보일수밖에없는구조이다. 우리나라는아직까지농가의경험과기존농업방식에의존하는경영형태가대부분이며실제작물의환경및실험데이터등은수집 분석되지못하고있다. 이는아직까지우리나라의 4차산업혁명관련기술이 ICT 수준에서벗어나지못하고있기때문이다. 따라서기상, 지질, 작물생육, 온실환경, 유통, 수요자행태, 공급량추이등모든형태의데이터가구축되지는못하더라도최소한기초가되는농가생산단계의작물생육과환경정보는우선적으로데이터화할필요가있다. 우리나라의강점은세계수준의 IT 기술수준이다. 따라서데이터확보가빠르게진전될경우, 4차산업혁명기술의발전은매우빠르게이루어질가능성이높다 농업기반조성미흡 미국의경우농지정리가잘되어있고규모화된생산시스템을보유하고있다. 이는 4차산업혁명기술을적용하는데있어매우유용한구조이다. 규모화된경작지는자율주행농기계, 드론이용의효율성, 향후 AI 시스템구현에매우유리한조건이다. 우리나라의경우, 영세한경영규모와밭정비기반이충분하지않아관련기술보급에애로사항으로작용할것으로판단된다. 따라서 4차산업혁명기술을빠르게구현하기위해서는현재진행되고있는밭기반정비사업, 들녘경영체육성등관련정책이합리적으로추진될필요가있으며, 4차산업혁명관련 R&D와동시에장기적인관점에서의경지정리방안도마련할필요가있다.

84 60 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 5.3. 민간부문투자활성화미비 선진국의경우, 프리바, 후지쓰, 존디어등민간업체들이농업과관련된 4차산업혁명기술을지속적으로개발해왔으며현장실증이완료되고실용화단계에이르고있다. 우리나라는다분히정책적수요에의해관련기술을개발중이며, 아직까지는스마트팜및빅데이터개발등이비교적활성화된수준이다. 따라서정부주도형 R&D를넘어민간자본이추가되는산업구조가필요하며, 이과정에서민간자본의농업진출에대한규제완화와민 관 연등이협력할수있는제도가필요하다. 최근통신사와대기업의스마트팜진출에대한의지가높아지고있는상황이다. 따라서선진국의민간자본지출사례의체계적인분석을통해국내에서도농업분야의민간기술및민간자본투자방안을적극적으로모색할필요가있다. IoT 빅데이터 구분시스템 ( 국가 ) 핵심내용및성과 해외 국내 해외 국내 < 표 4-1> 4 차산업혁명의국내외적용사례종합 로봇팔정원관리 ( 미국 ) Sparked( 네덜란드 ) PREMIVM( 포르투갈 ) Akisai( 일본 ) PigWise( 이탈리아 ) SoundTalks( 벨기에 ) ( 주 ) 엔씽 ( 주 ) 퓨처텍 Clean 성주참외팜창조마을 FieldScripts( 미국 ) Progressive Famer( 미국 ) SeedStar Mobile( 미국 ) Climate Fieldview Pro( 미국 ) IoF2020(EU) KAHIS( 국가동물방역시스템 ) 농림축산식품공공데이터포털 하림빅데이터농장 정원관리표준화구축 가축질병조기예방 포도경영및생산관리 농자재최적배분, 수확량 20~30% 증가 양돈개체관리, 동물복지제고 양돈질병예방, 항생제및자돈폐사율감소 화분플랜티및모바일재배일지 App( 인터넷연결 ) 센서모니터링, 원격딸기재배 우수재배정보, 생산농가이력 DB 화, 도난방지 품종및파종량선택극대화 위성정보이용무인농기계구축, 경영관리 농기계첨단장비화, 생산량극대화, 의사결정 기후예측모델, 에이커당 100 달러수익증가 농업전분야데이터화, 비즈니스로연결 KT 와연계조류인플루엔자 (AI) 확산예측 공공및민간관련데이터통합제공 육계행동탐지, 무게분포의정확한예측

85 국내외 4 차산업혁명기술적용사례와시사점 61 구분시스템 ( 국가 ) 핵심내용및성과 ( 계속 ) 로봇 드론 해외 Airinov( 프랑스 ) 자율주행트랙터 ( 미국 ) Harvest Automation( 미국 ) 드론광학센서기반적절시비량구축 GPS 및데이터기반경로및작물의자율선택 화분관리로봇, 1 일 9 시간노동가능 국내 정부보급시범사업 농촌진흥청 자율주행농기계개발중 송아지대용유의급여량, 시기결정, 복지실현 AI 해외 LettuceBot( 미국 ) 작물질병판단 App( 미국 ) GNSS( 독일 ) 애그봇 ( 호주 ) 농기계자동잡초제거, 화학물질사용 90% 절감 작물잎상태딥러닝으로질병파악, 99% 정확도 위성측위시스템, 토양기반과지질분석 인공지능탑재, 드론과결합하여시비자체판단 국내 - -

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87 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축제 5 장 1. 국내스마트농업기술수준 13 농림식품업분야의 4차산업혁명과관련된기술수준을세계주요국과비교해보았다. 이는농업의 4차산업혁명기술개발방향의설정에도움이될것으로판단된다. 정부는농림식품과학기술의효율적관리와농식품 R&D 통합조정의틀로서 농림식품과학기술분류체계 를 2014년 12월 29일에제정및고시하였다. 이에따라본연구에서는 4차산업혁명과농식품분야에관련된기술을농림식품기계 시스템 ( 농업시설, 환경기계, 시스템 농업자동화, 로봇화 ) 과농림식품융복합기술 ( 식물공장 유비쿼터스정보화기술 ) 로나누어각각의기술수준을살펴보고자한다. 우리나라농림식품기계 시스템분야의기술수준은최고기술보유국인미국 (100%) 대비 75.0% 로주요 9개국가중 8위이고, 중국이 66.2% 로우리보다낮은수준이다. 중분류별기술수준은 68.0~78.0% 로추격그룹에속하며임업기계 시스템분야의기술수준은상대적으로높다. 농업기계 시스템은최고기술국 ( 미국 ) 대비 76.6% 로추격그룹에속하는가운데농업자동화 로봇화기술 (77.2%) 의기술수준이가장높고, 농작업 13 농림식품기술기획평가원의 2016 농림식품기술수준평가 의내용을요약 정리하였음.

88 64 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 기계 시스템기술 (75.1%) 이가장낮은편이다. 식품기계 시스템은최고기술국 ( 독일 ) 대비 68.0% 로추격그룹에속하며그중식품품질계측기계 시스템기술 (75.2%) 의기술수준이가장높고, 식품포장기계 시스템기술 (62.0%) 은가장낮다. 임업기계 시스템은최고기술국 ( 미국 ) 대비 78.0% 로추격그룹에속하며임산가공기계 시스템기술 (85.5%) 의기술수준이높고, 임산자원품질계측기계 시스템기술 (73.2%) 은가장낮다. 축산업기계 시스템은최고기술국 ( 네덜란드 ) 대비 76.5% 로추격그룹에속한다. 축산업시설 환경기계 시스템기술 (83.7%) 의기술수준이가장높고, 축산물생산기계 시스템 (68.6%) 은가장낮다. 중분류 < 표 5-1> 농림식품기계 시스템분야기술수준 분야한국미국일본영국프랑스 네덜란드 단위 : % 독일호주중국 농업기계 시스템 식품기계 시스템 임업기계 시스템 축산업기계 시스템 전체 주 : 기술선진국을 100% 라고할때기준임. 자료 : 농림식품기술기획평가원내부자료. 농림식품융복합기술수준이최고인미국을 100% 로할때우리는 73.0% 로추격그룹에속하며주요 9개국가중 8위수준이다. 기초, 응용분야모두미국이최고기술보유국이며우리나라는기초 (71.9%), 응용 (74.1%) 연구모두추격그룹에속한다. 농림식품융복합분야중분류별기술수준은 68.2~74.6% 로추격그룹이며농생명신소재 시스템분야의기술수준이상대적으로높다. 농생명신소재 시스템의최고기술보유국 ( 미국 ) 대비 74.6% 로추격그룹에속하며, 농생명에너지자원기술은최고기술보유국 ( 독일 ) 대비 68.2% 로추격그룹에속하고, 농생명정보 전자기술은최고기술보유국 ( 미국 ) 대비 71.5% 로추격그룹에속한다.

89 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 65 중분류 < 표 5-2> 농림식품융복합분야기술수준 단위 : % 분야 한국 미국 일본 영국 프랑스 네덜란드 독일 호주 중국 농생명신소재 시스템 농생명에너지자원 농생명정보 전자 전체 주 : 기술선진국을 100% 라고할때기준임. 자료 : 농림식품기술기획평가원내부자료. 스마트농업관련기술수준을보면다음과같다. 스마트농업의기술수준을 1세대, 2세대, 3세대로나누었다. 1세대는센서를통한환경변화모니터링과편리성증진, 기능제어등제어시스템으로구성된다. 한국은 1.5세대로서일본의 2세대를추격중이다. 2세대기술은스마트농업의최적화단계이다. 일본이현재 2세대에서 2.8세대인미국을추격하고있는단계로스마트농업의최적화알고리즘적용, 생산성향상및농작물의질병예방, 생육진단서비스를제공하고있다. 3세대는네덜란드로가장기술수준이우위에있다. 미국이네덜란드를추격하고있으며, 시설내온습도등을자율적으로조절할수있도록기술을개발하여수출하는단계이다. < 그림 5-1> 국내스마트농업기술수준 자료 : 정재진 (2017). 4 차산업혁명과농업생산혁신전략. 4 차산업혁명과농업 농촌변화전망.

90 66 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 2. 4 차산업혁명적용가능기술및개발중인기술 현재 4차산업혁명기술중우리나라농업부문에적용가능한기술을살펴보았다. < 표 5-3> 4 차산업혁명기술의농업부문적용가능기술 주요기술 분야 농업 농촌적용가능기술 IoT 기반스마트팜을통한원격 자동농작물재배 생산 딥러닝등인공지능기술탑재를통한최적재배사물인터넷 동물체내사업형센서를활용한동물건강 질병관리 ( 인공지능 ) 유통 자동선별정보, 입 출고관리, 수발주, 배송등농식품유통이력관리 식품 기능성식품개발, 안전관리및 IoT 기반기술활용한메뉴판활용 로봇 ( 무인자동화 ) 생산 무인자동화기술을활용한식물공장 자동육묘및파종등로봇기술 무인주행기술을활용한노지작물방제및축사청소로봇 탐색기술을활용한무인수확기등작업기 이미지탐색기술을활용한한생육정보자동취득 농작업보조로봇을활용한노동절감및작업패턴분석 드론 ( 무인기 ) 을활용한방제 원격탐사, 드론및빅데이터기술들을활용한산지작황정보관측 드론을활용한작물 ( 산림 ) 질병등예측 탐지 스마트팜환경 생육정보활용최적재배환경컨설팅 생산드론관측 ( 무인기 ) 질병 생산 소비 빅데이터기반의소비자농산물구매성향분석및직거래유통지원유통빅데이터 질병방역대및차량이동등의빅데이터분석을활용한축산질병발생예측및분석, ( 클라우드 ) 질병방역관리 관측 농업 농촌빅데이터정보를활용한영농정보종합지원, 스마트팜맵, 공간정보기반의빅데이터활용 생산 분광스펙트럼을활용한이병종자및유전자변형농산물관리 나노 바이오 질병 DNA 등유전자분석기술을활용한축산질병탐색 나노및핵융합기술활용축사 산지유통시설의유해환경요소관리 소비 유전자분석기법및패턴분석기술을활용한원산지식별 소비 3D 프린팅을통한소규모판매농산물포장재개발 기타 가축분뇨, 발전소폐열, 신재생에너지등을활용한에너지저장 (ESS) 및통합 (EMS) 에너지관리기술 자료 : 농림축산식품부 ( ). 내부자료. 사물인터넷 (IoT) 부문에서는스마트팜원격재배, 동물체내센서활용건강관리, 자동선별정보및입출고관리, 수발주배송등농식품유통이력

91 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 67 관리, 기능성식품개발등이적용가능하다. 로봇분야적용가능기술은무인자동화기술활용식물공장, 자동육묘및파종로봇기술등이있으며, 드론분야에서는무인기활용방제와드론활용산지작황정보관측등이가능한상황이다. 클라우드부문에서는소비자의농산물구매성향분석, 질병방역대및차량이동등의빅데이터분석을활용한축산질병예측등이적용가능하다. 나노및바이오부문은우수종자관리, 유전자분석기술을활용한축산질병탐색기술이개발되었고유전자분석기법및패턴분석기술을활용한원산지식별기술도적용가능하다. 아직활성화되지는못했으나현재농업분야에서개발중에있는 4차산업혁명기술을살펴보았다. 빅테이터, 인공지능 (AI), 로봇, 사물인터넷 (IoT), ICT 융복합부문이다. 개발중인빅데이터분야는농업의생산, 유통, 식품, 질병분야에여러용도로사용가능한기술이다. 대표적인개발기술은기상정보및관련빅데이터를활용한농업용저수지정보분석기술, 가축의형질결정유전인자에대한빅데이터분석을통한생산성향상, 신경회로망응용토마토주요병해충실시간진단분석기술등이다. 인공지능 (AI) 분야는인공지능기반 IoT 클라우드형개방형스마트팜통합제어장치개발및산업화, 가축생체정보기반동물복지돈사관리모형개발, 신경회로망응용토마토주요병충해실시간진단분석기술등을개발하고있다. 로봇분야는병충해모니터링용무인기및항공방제용무인기개발등이고, ICT 융복합분야에서는가축의생상성향상을위한 ICT 융합기술이적용된스마트통합제어및모니터링시스템등이개발중이다. 사물인터넷 (IoT) 분야는 IoT 기반저수지붕괴예 경보시스템개발, IoT 기반양돈작업환경통합제어환경구축및안전증진연구를수행하고있다.

92 68 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 < 표 5-4> 농업부문 4 차산업혁명기술개발중인과제 분야과제명기상정보및관련빅데이터를활용한농업용저수지정보분석기술개발작물생육자동센싱및생육데이터분석시스템개발빅데이터축산 ICT 장치기준설정및빅데이터활용, 젖소건강모니터링기술연구가축의형질결정유전인자에대한빅데이터분석을통한생산성향상빅데이터기반종축선발체계및 ICT융합종자개량정보활용기술개발인공지능기반 IoT 클라우드형개방형스마트팜통합제어장치개발및산업화인공지능가축생체정보기반동물복지돈사관리모형개발 (AI) 신경회로망응용토마토주요병충해실시간진단분석기술개발 ICT 연동축사자동사료급여및다기능작업용로봇시스템개발농업생산무인자동화인력양성및연구로봇병충해모니터링용무인기및항공방제용무인기개발을통한방제시스템구축주요밭작물의생육모니터링을위한무인기기반원격탐사기술개발 IoT 상태모니터링기술기반스마트양봉시스템구현및국가방역체계적용사물인터넷 IoT 기반저수지붕괴예 경보시스템개발 (IoT) IoT 기반양돈작업환경통합제어환경구축및안전증진연구 ICT/BT 기반양파 마늘작물의가뭄 저온 병해현장진단및작황예측영상기술활용가축호흡기질병과철새이동모니터링및피드백시스템개발 u-it기반광역통합 RPC 모델개발 ICT 융복합기술활용배및파프리카안전및품질관리기술개발시설원예스마트팜관련신제품실증시험지원및테스트베드구축 ICT 기반시설재배양액의재활용및환경제어복합형양액시스템개발스마트폰기반주요시설원예작물병해충진단 처방시스템구축및실증 ICT도입으로농산물유통효율개선이가능한온라인직경매시스템사업화축산스마트팜용 ICT 기자재국산화기술개발 ICT ICT기반지능형스마트폰앱과나노촉매기술을활용한돈사악취저감시스템기술개발융복합열화상카메라기술을활용한 ICT융합대가축건강모니터링기술개발시설농업용 ICT 융 복합기술기반 CO 2 시비및에너지통합시스템개발시설원예생산량증대및경영비절감을위한클라우드기반자율제어시스템개발 ICT기반농업가뭄모니터링신기술개발시설농업 ICT융합운영활성화모델개발 ICT융합스마트원예시설산업화모델개발 ICT 시설원예데이터기반복합환경제어기기능개선방안 ICT 활용축종별스마트축사관리모델개발 ICT융합시설재배포도병해충예측및생육정밀관리기술연구 ICT기반공정육묘스마트관수시스템연구자료 : 농림축산식품부 ( ). 내부자료. ICT 융복합분야는 ICT/BT 기반양파 마늘작물의가뭄 저온 병해현장진단및작황예측, 영상기술활용가축호흡기질병과철새이동모니터링및피드백시스템개발, 시설원예스마트팜관련신제품실증시험지원및테스트베드구축, 스마트폰기반주요시설원예작물병해충진단 처방시

93 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 69 스템구축및실증, ICT 도입으로농산물유통효율개선이가능한온라인직경매시스템사업화, ICT 기반지능형스마트폰앱과나노촉매기술을활용한돈사악취저감시스템기술개발, 열화상카메라기술을활용한 ICT 융합대가축건강모니터링기술개발, 시설농업용 ICT 융 복합기술기반 CO 2 시비및에너지통합시스템개발, 시설원예생산량증대및경영비절감을위한클라우드기반자율제어시스템개발, ICT 활용축종별스마트축사관리모델개발등을진행하고있다. 3. 스마트농업보급확대를위한인프라구축방안 3.1. 스마트농업확대전략의설정 우리나라는금년부터본격적으로 4차산업혁명과연계한스마트농업확산대책이마련되어시행되고있다. 그러나농업분야는여타산업과달리그진전속도는다소느린상황이다. 현재우리나라의경우스마트팜은어느정도정책적인성과를나타내고있으나 4차산업혁명의핵심기술을적용하기에는한계가있는상황이다. 따라서관련기술및제도등을면밀히검토하여정책추진의우선순위를고려해야할필요가있다. 본보고서에서는현재농업에적용할수있는 4차산업혁명의수단이될수있는관련기술들과이를사업화할수있는비즈니스모델, 또한이두가지를모두원활히진전시킬수있는 4차산업의인프라에우선주목하였다. 여기에각항목들을현실적으로실현가능하게하는다양한세부분야를탐색한후관련전문가들과의논의를진행하여정리하였다.

94 70 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 < 표 5-5> 스마트농업보급확대방안도출을위한의사결정계층구조 전략기준 1. 4차산업핵심기술적용 2. 비즈니스모델개발 3. 4차산업인프라구축 세부항목 a) 사물인터넷 b) 센싱 c) 빅데이터 d) 데이터분석 e) 클라우드컴퓨팅 f) 딥러닝 g) 인공지능 a) 지능형로봇 b) 드론 c) 자율주행농기계 d) 3D 프린팅 e) 블록체인 f) 앱 (App) 개발 g) 나노 신소재 a) 법, 규제, 제도 b) 자금지원 c) R&D d) 인력육성 e) 데이터인프라 f) 스마트농업론칭프로그램 g) 주체별역할 이를통해확정한스마트농업의전략적기준은위에제시한바와같이크게세가지이다. 첫째, 4차산업의핵심기술적용분야, 둘째, 4차산업기술의비즈니스모델개발, 셋째, 4차산업혁명관련인프라구축이다. 또한이를시행하기위한중요도와우선순위결정을위해다방면의전문가 (43명) 를통해심층조사하였다. 스마트농업도입선도농가, 영농및과학기술유관기관전문가와학계등다방면의전문가와심층인터뷰를통해전략기준과세부항목및세부전략을수립한후이를전문가들과재검토하여스마트농업전략을위한의사결정구조체계를구축했다.

95 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 조사개요 스마트농업발전을위한전략과정책방안도출을위해학계, 연구기관및정부등각계전문가풀 (pool) 을대상으로조사를실시하였다. 우리나라스마트농업과관련된경제및정책분야와관련기술연구, 개발, 보급및사업관련전문가 (53명) 를망라하였다. 경제및정책전문가그룹 24명, 기술분야전문가그룹 29명을조사하였다. 효율적 AHP 조사분석을위해해당분야전문가에게전자우편을통한인터넷조사를시행한후세부적확인이필요하거나추가질문이필요한경우전화조사를병행하여실시하였다. 조사는 2017년 9월하순 ~10월상순에걸쳐진행하였다. 조사결과총 53명의전문가응답중계층분석의통계적유의성을감안하여논리성과일관성을갖춘 43명의응답자료를바탕으로분석하였다. < 표 5-6> 전문가조사개요 구분 경제정책기술분야전문가그룹전문가그룹 전체 정책 8-8 생산 유통 인프라 보급운영 계 스마트농업발전을위한전략의우선순위결정 분석결과에따르면, 종합적인전략에서는 4차산업혁명관련인프라구축 이가장시급한것으로나타났고, 다음으로 비즈니스모델개발 이필요한것으로분석되었다. 이는 IoT, 빅데이터, 센싱, 클라우드컴퓨팅등관련기술보다는그기술들이실현될수있는생태계조성이우선적으로실현되어야함을의미한다. 또한관련기술들이개발에만그치지않고사업화까지연결될수있는

96 72 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 체계가구축되어야할것이다. 전반적으로스마트농업발전을위한우선전략을관련인프라구축에두고있으나전문가그룹별로는다소견해차이가있었다. 경제 정책분야의전문가는 4차산업핵심기술적용이, 기술분야전문가는비즈니스모델개발에중점을두고있었다. 이러한차이는경제 정책전문가가 4차산업핵심기술의적용자체에무게를두고있는반면, 기술전문가는스마트농업의경제성에방점을두고있기때문이라고판단된다. < 표 5-7> 스마트농업확대방안마련을위한제 1 계층 AHP 분석결과 전략적기준 전체전문가 경제정책기술분야전문가그룹전문가그룹 4차산업핵심기술적용 비즈니스모델개발 차산업인프라구축 주 : CI=0.0048, CR=0.0084( 전체전문가결과 ) 자료 : 한국농촌경제연구원전문가설문조사. 가장중요한전략기준인 4차산업혁명인프라구축 을위한세부항목별중요도를살펴보면, 제일먼저 인력육성 방안마련이가장필요한것으로나타났다. 다음으로는 R&D 강화 와 데이터인프라구축 순이다. 그러나전문가그룹별로살펴보면 2순위는차이가발생한다. 경제 정책전문가그룹은인력육성에못지않게 법, 제도정비 를중요한전략요인으로판단하고있었다. < 표 5-8> 스마트농업확대방안마련을위한제 2 계층 AHP 분석결과 ( 인프라구축 ) 4차산업인프라구축 전체전문가 경제정책기술분야전문가그룹전문가그룹 법, 규제, 제도정비 자금지원 R&D 인력육성 데이터인프라구축 스마트농업론칭프로그램 주체별역할 주 : CI=0.0018, CR=0.0014( 전체전문가결과 ) 자료 : 한국농촌경제연구원전문가설문조사.

97 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 73 두번째로중요한전략기준인 비즈니스모델개발 부문에서는 자율주행농기계 와 지능형로봇 적용분야가주요한세부전략우선순위인것으로나타났다. 이는우리나라의가장큰농업현안인농업노동력부족의중요성을나타내는척도로가장빠르게추진해야할세부전략인것으로판단된다. 전문가그룹별로는경제 정책전문가가 지능형로봇 과 자율주행농기계 적용을, 기술분야전문가는 자율주행농기계 와 관련앱개발 을중요한세부전략요소로지적하였다. < 표 5-9> 스마트농업확대방안마련을위한제 2 계층 AHP 분석결과 ( 비즈니스모델 ) 비즈니스모델개발 전체전문가 경제정책전문가그룹 기술분야전문가그룹 지능형로봇 드론 자율주행농기계 D 프린팅 블록체인 앱 (App) 개발 나노 신소재 주 : CI=0.0107, CR=0.0081( 전체전문가결과 ) 자료 : 한국농촌경제연구원전문가설문조사. 4차산업혁명핵심기술적용부문에서가장먼저수립해야할전략적세부사항은 데이터분석 과 빅데이터 인것으로나타났다. 이두가지요소는가장기초적인 4차산업혁명기술로분류될수있다. 이는우리나라스마트농업이아직기초단계에머물러있음을시사하고있다. 또한두가지기술은서로관련성이매우깊어데이터로서의가치를제고하기위해서는빅데이터와함께쓸모있는데이터가될수있도록체계적인분석작업도동시에진행되어야할것이다.

98 74 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 < 표 5-10> 스마트농업확대방안마련을위한제 2 계층 AHP 분석결과 ( 핵심기술 ) 4차산업핵심기술적용 전체전문가 경제정책기술분야전문가그룹전문가그룹 사물인터넷 센싱 빅데이터 데이터분석 클라우드컴퓨팅 딥러닝 인공지능 주 : CI=0.0112, CR=0.0085( 전체전문가결과 ) 자료 : 한국농촌경제연구원전문가설문조사. 한편, 3가지전략기준과이에따른 21개세부전략의순위를종합적으로조사하였다. 조사결과, 가장중요한세부전략은 인력육성 인것으로나타났으며다음으로 R&D, 데이터인프라구축, 자율주행농기계, 지능형로봇 순이다. 역시 4차산업혁명의핵심기술들은중요성이매우낮게인식되고있는것으로조사되었으며, 관련인프라요소들이상위권을차지하고있는것으로나타났다. 특히최근에이슈가많이되고있는사물인터넷, 딥러닝, 인공지능, 3D 프린팅등은우리나라농업현실에서한계가있는것으로해석할수있다. < 표 5-11> 스마트농업확대방안마련을위한세부전략순위 전략기준 1. 4 차산업핵심기술적용 2. 비즈니스모델개발 세부항목 전체전문가 경제정책전문가그룹 기술분야전문가그룹 1) 사물인터넷 ) 센싱 ) 빅데이터 ) 데이터분석 ) 클라우드컴퓨팅 ) 딥러닝 ) 인공지능 ) 지능형로봇 ) 드론 ) 자율주행농기계 ) 3D 프린팅 ) 블록체인 ) 앱 (App) 개발 ) 나노 신소재

99 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 75 전략기준 3. 4 차산업인프라구축 세부항목 전체전문가 경제정책전문가그룹 ( 계속 ) 기술분야전문가그룹 15) 법, 규제, 제도 ) 자금지원 ) R&D ) 인력육성 ) 데이터인프라 ) 스마트농업론칭프로그램 ) 주체별역할 자료 : 한국농촌경제연구원전문가설문조사. 4. 스마트농업기술의중요도 4차산업혁명대응스마트농업의분야별세부전략에대한리커트척도를통해분야별중요도를분석하였다. 4차산업혁명핵심기술적용분야에서는빅데이터, 센싱, 데이터분석, 사물인터넷등이중요도가높았으며상대적으로인공지능, 딥러닝, 클라우드컴퓨팅등은다소낮은것으로나타났다. < 표 5-12> 4 차산업혁명대응스마트농업의분야별중요도평가 전략기준세부항목전체전문가 4 차산업핵심기술적용 비즈니스모델개발 경제정책전문가그룹 기술분야전문가그룹 a) 사물인터넷 b) 센싱 c) 빅데이터 d) 데이터분석 e) 클라우드컴퓨팅 f) 딥러닝 g) 인공지능 a) 지능형로봇 b) 드론 c) 자율주행농기계 d) 3D 프린팅 e) 블록체인 f) 앱 (App) 개발 g) 나노 신소재

100 76 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 전략기준세부항목전체전문가 4 차산업인프라구축 경제정책전문가그룹 기술분야전문가그룹 ( 계속 ) a) 법, 규제, 제도 b) 자금지원 c) R&D d) 인력육성 e) 데이터인프라 f) 스마트농업론칭프로그램 g) 주체별역할 주 : 중요도평가는 가장중요 5 점, 중요 4 점, 보통 3 점, 적게중요 2 점, 중요하지않음 1 점자료 : 한국농촌경제연구원전문가설문조사. 비즈니스모델개발분야에서는지능형로봇과드론, 자율주행농기계가중요한분야로분석되었고블록체인의경우에는가장낮은중요도를보였다. 4차산업혁명인프라구축분야에서는인력육성, R&D, 데이터인프라가가장중요한요소로분석되었으며자금지원, 론칭프로그램등은상대적으로중요도가낮았다. 중요도평가의경우대부분의전문가가 4차산업혁명기술과제도등의중요성인식에는동의하고있었다. 5. 시사점 AHP 분석결과, 전문가들은 4차산업혁명의핵심기술과비즈니스모델개발보다는인력육성, R&D, 법 제도정비등관련인프라및생태계구축을무엇보다중요한포인트로지적하고있었다. 규제개혁및제도정비와관련해서는농업부문을벗어나전체시장부문으로접근해야한다. 시장중심으로자발적인혁신이가능하도록여건을조성할필요가있으며특히 4차산업혁명과관련하여시장에서애로를느끼는분야는사전적규제보다는사후규제쪽으로전환하여관련산업의위축을방지해야한다. 법적기반정비는플랫폼생태계및신기술발전에맞추어경쟁정책및

101 스마트농업기술수준및보급확대인프라구축 77 인허가등을재정비하여야할것이다. 경쟁정책은반드시중립성이담보되야하며불공정거래에대한감시도철저히할필요가있다. 특히 4차산업혁명발전에따라발생하는책임소재관련된제도의기반정비도장기적으로추진되어야한다. 마지막으로 4차산업혁명단계에서발생하는지적재산권의새로운체계도구축되어야한다. 빅데이터, 클라우드, 나아가인공지능 (AI) 에의해발생한산출물등향후발생한다양한형태의결과에대한개념과제도정비가절실하다. 양질의데이터를잘활용할수있고, 이데이터가제대로축적될수있는환경이조성되어야한다. 4차산업혁명의근간은데이터의가치가궁극적인기초라할수있다. 따라서데이터의확충과융합활성화를위해등록및허가, 보존기간등의기준을마련해야하며비식별화된개인정보의유통이촉진되도록관련된법과제도의정비가필요하다. 또한공공과민간의데이터가쉽게유통될수있도록데이터의컨트롤타워의추진도필요할것으로판단되며, 이를통해다양한데이터를추출하고가공하는정보체계를구축해야한다. 민간이자발적으로주도할수있는 R&D 지원체계를정비할필요가있다. 민간의개발노력을위하여직접적인지원보다는모태펀드, 클라우드펀드등을통한간접적인지원이필요하다. 또한관련 R&D의기술초기개발단계에서부터사업화까지일관된지원체계도구축해야한다. R&D의성과를제고하기위해서는단기적인성과위주보다는도전적이고 4차산업혁명기술에걸맞게융합적인연구지원이절실하며, 특히성과를우려하여연구가위축되는일이없도록연구의자율성을최대한보장해야한다. 인력육성에있어서는농업과 4차산업혁명기술이잘조화될수있도록추진할필요가있다. 4차산업혁명에대응한인력을육성할수있도록관련교육과정도확대할필요가있으며데이터분석, 인공지능등에대한국가표준자격증등도검토해볼필요가있다. 또한민간부문에서인력양성이원활히진행될수있는시스템도마련해야한다. 교육과정역시기존의주입식교육보다는창의성과문제의식및해결과정과관련된교육중심으로변화해야한다.

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103 국내외스마트농업정책동향과시사점 제 6 장 1. 한국 1.1. 국내 4 차산업혁명관련정책추진경과 우리나라의스마트농업은상대적으로초기단계이며기술개발역시정부주도로이루어지고있어스마트농업선진국과는다소다른양상으로전개되고있다. 선진국의경우민간이주도적으로기술개발과비즈니스화를진전시키고있으며정부는이를뒷받침하는제도적기능을수행하고있다. 따라서본장에서는 4차산업혁명과관련된선진국들의관련정책동향을비중있게살펴보고국내스마트농업의시사점을도출하고자한다. 지능정보사회중장기종합대책과 4차산업혁명대책방향을살펴보면, 2016년미래부에서는 4차산업혁명의미래상과비전, 2030년까지의중장기정책방향을수립하였고 2017년경제정책방향에서는 4차산업혁명대책방향 을발표하였다. 여기에서는향후 5개년의구체적인실행계획을담은종합대책을마련하고대책마련을위한전략별 프로젝트별 TF를구성운영하였다. 범부처컨트롤타워의구축과정은, 2017년 2월에는범부처컨트롤타워인 4차산업혁명전략위원회 를구성하였으며농식품부에서는농업 농촌 4차산업혁명대응및범부처 TF 참여를위하여 스마트농업 농촌 TF 를구성 운영하고있다.

104 80 국내외스마트농업정책동향과시사점 1.2. 농림축산식품부 4 차산업혁명관련정책 농림축산식품부는 4차산업혁명에대한이해와공감대형성을위하여관련자료를지속적으로배포하고농업계실태진단을위한인식조사 (KREI) 및기술수준 선도사례조사 ( 농기평 ) 등을실시하였다. 농업인과식품기업등의관심제고를위한노력을지속하였으며외부전문가의견수렴및농업계관심제고를위해 KREI 주관 농업 농촌 식품부분 4차산업혁명포럼 을구성하였다. 농식품부의 4차산업혁명관련기본방향은국제경쟁력을갖춘미래성장산업으로서의농업 농촌구현을목표로하여혁신역량강화와관련인프라조성을추진하고있다. 핵심분야는스마트농업업그레이드, BT 산업과농기자재산업의활성화, 관측및위험관리고도화, 유통과식품산업가치창출, 농촌형스마트빌리지조성등이다. 인프라와관련해서는융합연구확대와빅데이터생태계조성, 벤처와농산업이융합한창업지원등이핵심사항이며, 민간활동에대한걸림돌을제거하는데에도노력을기울이고있다 농식품분야유관기관대응현황 농촌진흥청은스마트팜 ICT 기기표준화, IoT 기반작물 가축의생육정보자동측정및로봇 드론활용스마트관리기술을개발하고있다. 토마토를중심으로스마트팜측정데이터표준화와빅데이터분석 활용모델개발도추진중이다. 2017년에는 4차산업혁명대응단을구성 운영하고있으며국내외정책및기술동향, 실용화사례분석, R&D 사업화수요를지속적으로발굴할예정이다. 또한 4차산업혁명대응한국형스마트팜 R&D 전략 TF도운영중이며, 스마트팜에대한 1세대, 2세대, 3세대의목표를설정하고연구를진행하고있다. 농협중앙회는범농협 4차산업혁명대응전략회의를통해상호금융빅데이터시범사업을추진하고 5대채소류에대한수급예측시스템을개발하고

105 국내외스마트농업정책동향과시사점 81 있다. 향후농협중앙회는 4차산업혁명대응추진위원회를발족하고금융관련빅데이터플랫폼을구축하고신사업에적용할예정이며스마트팜관련자재및컨설팅사업도추진할계획이다. 한국농어촌공사는통합물관리시스템을통해전국물관리및재난 재해정보를 ICT 기술로통합하는시스템을구축하고있으며 ICT 기반첨단농업시설을신축한후농업경영체에게재임대하는투자플랫폼의구축방안을검토중에있다. 향후에는통합물관리시스템구축의지속적추진을위해정책과기술관련연구를선행하고투자플랫폼역시시범사업도입방안관련경제성분석을실시할것으로예상된다. 한국농수산식품유통공사는수급과유통, 수출및식품에포커스를맞추고있다. 수급문제는주요 5대채소류 ( 배추, 무, 마늘, 양파, 고추 ) 의수급종합시스템을가동하고화훼유통정보의기초시스템도구축하고있다. 온라인과연계한한국농식품마케팅 판매채널을운영하고각기관에산재한식품원료농산물 DB의통합제공플랫폼을구축할계획이다. 향후에는수급관련빅데이터통합과수요자맞춤형시스템을구축하고식품원료에대한농산물빅데이터활용시스템고도화에역점을둘예정이다. 농림수산식품교육문화정보원에서는 ICT를융복합한스마트팜보급에역량을집중하여농업경영체, 농림사업, 농경지공간빅데이터구축과활용기반을마련하고있다. 인공지능을활용하여귀농 귀촌상담을진행하고 SNS를활용한플랫폼연동을추진하고있다. 향후에는농식품데이터지도및표준화전략을수립하고스마트팜선도농가를대상으로생육과환경의빅데이터수집과확대, 농가활용서비스방안도개발할계획이다.

106 82 국내외스마트농업정책동향과시사점 2. 미국 2.1. 미국의 4 차산업혁명관련정책 년금융위기이후미국은양질의일자리창출과고부가가치창출의한계를경험하고기존의서비스업중심의산업구조에서제조업중심의산업구조로의개편을시도하고있다. 제조혁신기반과생태계를조성 제조혁신을통한부가가치증대와제조역량제고에집중하고있으며이를통해혁신주체들의자발적혁신활동참여를유도하고있다. 제조혁신기반은첨단제조파트너십 (Advanced Manufacturing Partnership: AMP) 프로그램과 AMP의업그레이드프로그램인 AMP 2.0을통해구축하고, 제조혁신생태계는국가제조혁신네트워크 (National Network for Manufacturing Innovation: NNMI) 와제조혁신연구소 (Manufacturing Innovation Institutes: MIIs) 를통해조성하고있다. AMP는 2011년첨단제조업의경쟁력제고를위하여시작되었다. 정보, SW, 네트워킹등의기술에기초하여, 물리, 나노, 화학, 생명공학등을통해새로운물질을만들고활용도를높이는일련의활동 을첨단제조라정의하고있다. 산학연협력 R&D, 경쟁전단계에서의협력, 제조설비와인프라의공유등을 AMP의목적으로설정하고미국제조업을첨단제조업으로성장시키고자한다. AMP 2.0에서는혁신기반의강화, 제조업에서의혁신인력확보, 비즈니스활성화를위한환경개선등 3대주요방안과방안별세부권고사항을제시하였다. 14 장윤종외 (2017) 의 4차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략 을요약 정리하였음.

107 국내외스마트농업정책동향과시사점 83 구분 혁신기반의강화 인재의확보 비즈니스활성화를위한환경개선 첨단제조기술우위를위한국가전략수립 첨단제조자문컨소시엄신설 내용 혁신파이프라인지원을위한민 관협동제조업 R&D 인프라신설 프로세스와표준화개발 국가경제위원회, 과학기술정책국등과연계한국가제조혁신네트워크구축 전국적캠페인 < 표 6-1> AMP 2.0 의권고사항 민간부문의전문가기술인증시스템확대 연방정부직업교육프로그램을통한온라인트레이닝및능력인정프로그램개발 AMP 2.0이노동자심화교육과역량개발기회확대를위해제작한문건, 플레이북등을제조업연구기관을통해수집및제공 연방정부, 주정부, 협회, 민간중개기관을활용하여중소제조업체에대한기술, 시장및공급체인관련정보흐름개선 민 관확장투자펀드출범, 전략적기업파트너-정부-중소기업간의정보유통활성화, 세제등의혜택을통해첨단중소제조기업의자본접근과관련된리스크축소 자료 : 장윤종외 (2017: 141). 4 차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략. NNMI는미국의 R&D 성과를제조업의혁신제품개발로연결시키기위해중점적으로추진되고있는프로그램으로 AMP 2.0을통해구체화되었다. 산학관이중요한신기술분야등에대한공동투자를진행할수있도록 NNMI 를통해유인책및정책적지원을하고있다. NNMI에응용연구를통한기술개발, 시제품개발, 제조 SW 개발, 교육및인력개발관련업무를담당하고있는 MIIs가연결되어응용연구와제품개발사이의간극을메우는역할을수행하고있다. 또한미국은인공지능의개발및선점을위하여백악관중심의범정부적차원의대규모정책을진행하고있는데, 브레인이니셔티브 (Brain Initiative) 와인공지능 (AI) 100 프로젝트, 시냅스 (SyNAPSE) 프로젝트등이이에해당된다. 브레인이니셔티브 (Brain Initiative) 는인간두뇌중심의체계적인인공지능연구개발을위한정책수립을통해원천기술확보를목표로하고있다. AI 100 프로젝트는 AI에대한장기프로젝트로인공지능의발전이가져올다양한영향에대한연구를수행하고있다. 시냅스 (SyNAPSE) 프로젝트는차세대두뇌형반도체 ( 인공지능반도체 ) 개발을위해시작된민 관합동프로젝트이다.

108 84 국내외스마트농업정책동향과시사점 < 그림 6-1> 제조혁신연구소 (MIIs) 모델개념도 자료 : 장윤종외 (2017: 146). 4 차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략. 스마트아메리카챌린지 (Smart America Challenge: SAC) 는 4차산업혁명의대표적기반기술에해당하는 CPS(Cyber Physical System, 가상물리시스템 ) 관련프로그램으로새로운가치와일자리창출등생활밀착형융합 CPS 프로그램이자, 미국의디지털혁신전략으로평가받고있다. SAC 는각분야별로구축되어있는개별 CPS의통합을통해 CPS 데스트베드와데이터센터를연계하는통합 CPS의구축을목표로한다. 2014년 2기 SAC에해당하는글로벌시티팀챌린지 (Global City Teams Challenge: GCTC) 를시작하였고이는보다효율적인도시자원관리를위한첨단엔지니어링과 IT의적용을통해거주민의건강, 안전, 교육및교통문제의해결을목표로하고있다. 또한미국은빅데이터분야에대한적극적인연구개발투자를진행하고있다. 대통령과학기술자문위원회 (PCAST) 는 디지털미래전략 (Designing a Digital Future) 에서빅데이터관련기술투자의중요성을제시하였고, 빅데이터협의체 (Big Data Senior Steering Group: Big Data SSG) 가구성되어연방

109 국내외스마트농업정책동향과시사점 85 정부차원에서수행해야할빅데이터관련연구개발활동을규정하였다. 데이터과학 (Data Science) 및혁신에서의국가경쟁력제고와향후데이터집약적도전과제에대비하기위하여 Big Data SSG는 2016년 빅데이터연구개발전략계획 (the Federal Big Data Research and Development Strategic Plan) 을통해 7가지빅데이터연구개발 (Big Data R&D) 의핵심전략을제시하였다. < 표 6-2> 빅데이터연구개발 7가지전략 1 영향력이높아진빅데이터기반기술을활용한차세대역량구축 2 결정, 발견, 조치에활용되는데이터신뢰도, 결과적지식을탐구 이해하기위한 R&D 지원 3 기관업무지원을위한빅데이터혁신기반연구시설구축 개선 4 데이터공유및관리촉진정책을통해데이터가치향상 5 개인정보보호, 보안, 윤리관련빅데이터의수집, 공유, 사용이해 6 심층분석능력함양과분석인력양성수요에대응한국가적빅데이터교육기반증진 7 국가적인빅데이터혁신환경에서의연결구축 강화자료 : 장윤종외 (2017: 153). 4차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략 미국의스마트농업관련정책 15 식량안보등의문제해결을위하여미국은 1990년대부터장기적으로지속가능한농업및환경을위한노력을아끼지않고있다. 이에따라미국농업은규모화와기계화를이루었고그결과생산량과거래량면에서세계적으로농업강국이되었다. 미국의농업분야는 USDA를중심으로농업 ICT 융합 R&D 정책을추진하고있다. 주로장기적이고고위험 고수익과제를추진하고있는데, 농업기술과나노기술 (NT) 의융합을통한나노농약 ( 농약사용량을최소화시 15 이종원 (2017) 의 4차산업혁명과농업부문해외관련기술및연구동향 을요약 정리하였음.

110 86 국내외스마트농업정책동향과시사점 켜환경을보호하고작물생산비용을절감 ), 나노제초제, 나노비료, 나노센서및감별기 ( 토양분석, 축산번식관리, 스마트유통시스템등에활용 ) 등의분야에대한연구개발이이에해당된다 ( 김관중 허재두 2015). 스마트농업관련제도개선및인프라구축을위해정부통계의생산과관리를강화하고데이터거래산업에대한투명성을강화하고있는데오픈데이터정책 (Open Data Policu-Managing Information as an Asset), 데이터법 (Data Act-Digital Accountability and Transparency Act of 2014), 알고리즘과인권보호 (Big Data; A report on Algorithmic System, Opprtunity, and Civil Right, 2016) 등이이에해당한다. 오픈데이터정책을통해국립기상서비스 (NWS) 와 USDA가 2014년부터데이터를기반으로한각종농업관련서비스개발을지원하고있다. 3. 일본 3.1. 일본의 4 차산업혁명관련정책 16 일본은아베노믹스 2단계정책을추진중에있으며, 4차산업혁명을가장중요한신성장전략중하나로제시하고있다. 일본정부의 일본재흥전략 개정 2015에서미래투자를통한생산성제고를주요성장전략으로제시하고있으며, 그중하나로 4차산업혁명을명시하고있다. 2016년 4월일본은신산업구조비전을발표하였는데, 신산업구조비전에 4차산업혁명이초래하는영향과새로운산업구조비전제시등대응전략등이포함되어있다 ( 사공목 주대영 2016). 16 장윤종외 (2017) 의 4차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략 을요약 정리하였음.

111 국내외스마트농업정책동향과시사점 87 < 그림 6-2> 일본재흥전략에서의 4 차산업혁명 자료 : 장윤종외 (2017: 175). 4 차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략. < 표 6-3> 일본의 4 차산업혁명대응전략 대응전략 주요내용 1 데이터활용촉진을위한환경정비 데이터플랫폼구축 데이터유통시장의창설 개인데이터이용 활용촉진 보안기술및인력양성이가능한생태계조성 지적재산정책과경쟁정책의정비 2 새로운수요에대응한교육시스템구축전문인력육성 획득, 고용시스템의유연성 글로벌인재획득, 다양한노동참가촉진향상 노동시장, 고용시스템유연성향상 3 이노베이션 기술개발의가속화 오픈이노베이션시스템구축 핵심이노베이션거점정비 국가프로젝트구축 지적재산관리와국제표준화의전략적추진 4 재무기능강화 위험자금공급을위한에쿼티파이낸스 (equity finance) 강화 4차산업혁명에대응한무형자산투자활성화 핀테크등금융 결제기능의고도화 5 산업구조 취업구조전환의원활화 신속 과감한의사결정이가능한거버넌스체제구축 신속 유연한사업재생 사업재편이가능한제도 환경정비 노동시장과고용제도의유연성향상 6 중소기업 지방에 4차산업혁명파급 중소기업 지방에 IoT 등의도입 이용기반구축 7 4차산업혁명을향한경제사회시스템구축 각종규제개혁 행정서비스향상 전략적제휴를통한글로벌전개강화 사회에 4차산업혁명을침투 자료 : 장윤종외 (2017: ). 4 차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략.

112 88 국내외스마트농업정책동향과시사점 또한 일본재흥전략 2016년에서도부제가 4차산업혁명을향하여 로발표되어 4차산업혁명의중요성이커진것을알수있으며, 4차산업혁명관련정책도구체화되어발표되었다 ( 사공목 주대영 2016). 일본재흥전략 2016에서발표된 4차산업혁명관련주요정책은다음과같다. 산학관의인공지능기술관련사령탑으로인공지능전략회의를설치하고연구개발목표와산업화를위한로드맵을 2016 회계연도내에수립 역산로드맵방식의규제개혁을위한실행메커니즘을 2016 년여름에완성 IoT 추진컨소시엄이나로봇혁명이니셔티브협의회등을활용하여데이터를협조영역과경쟁영역으로구분하고협조영역의데이터활용촉진비즈니스환경및제도등체제조성 IoT 래보러토리 (laboratory) 를활용하여실증사업을촉진하며관련환경을조성하고지방판 IoT 래보러토리 구축추진 B to C 비즈니스관련프로젝트실행 4 차산업혁명을지원하기위한환경정비추진 하청구조인 IT 산업의구조전환과 IT 인력의능력평가를위한스킬표준정비 자료 : 장윤종외 (2017: 175). 4 차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략 일본의스마트농업관련정책 17 일본정부는일본판아그리젠토 (Agrigento) 를통해일본농업이직면한고령화, 농업인구감소, 시장개방등의문제를해결하고농업의경쟁력을제고하기위해노력하고있다. 이를위하여다양한스마트농업관련정책들이추진되고있는데, 기업의농지소유자유화, 무인경작확대, 식물공장건설확대등이이에해당된다. 2016년 3월일본정부는전일국가전략특구자문회의를통해기업들이농지를소유하고있는농업생산법인에 50% 이상지분출자를할수있도록규제를완화하였다 ( 매일경제신문 2016). 기업의농업진출제한을완화하여기업의농업및농지투자가활발해지면기업의농업진출을통해서다양한첨단기술의융복합이농업에서일어날것으로예상하고있다. 이러한첨단기술과농업의융복합으로인하여농업기술의발전및생산성의혁 17 IRS Global(2017) 의 IoT 기반스마트농업 / 스마트팜국내외시장전망과핵심기술 개발동향 을요약 정리하였음.

113 국내외스마트농업정책동향과시사점 89 신을전망하고있다. 또한도시바, 파나소닉, 후지쓰와같은반도체나 IT 제품을제조하던대기업들이농업부문으로진출하면서과거제조업공장을식물공장으로전환하고있다. 하지만일부에서는기업의농업진출로인한우려가지속되고있는데, 일본정부는이러한여론을고려하여농업인구부족으로인한어려움을크게겪고있는지역인효고현야부시에서기업형농업프로젝트를시범적으로실시하고있다. 일본의농림수산성은 2016년농기구자동주행지침을마련한후 2018년까지기업들이자동주행시스템을탑재한농기구를제품화할수있도록지원할계획으로무인농기구 3대가운데 1대는사람이타도록하는등생산성향상은물론안전성까지고려한구체적인운용방안을마련하고있다. 무인기 ( 드론 ), 무인차규제완화에대응하여무인농기구도도로를주행할수있도록법정비를계획하고있다 ( 매일경제신문 2016). 또한고령자가많아의료서비스수요는높지만교통등의문제로의료서비스접근성이떨어지는농촌지역의의료경쟁력을개선하기위하여원격진료나드론을통한약배달과같은 4차산업혁명기술을활용한서비스도입을추진중이다. < 표 6-4> 일본정부가추진중인농업계획 농업계획 주요내용 기업의농지소유자유화 농업생산법인에지분 50% 이상출자허용 무인경작확대 무인농기구 2020년까지실용화, 관련법제정비 식물공장건설확대 공산품생산공장을식물재배첨단시설로전환 농촌의료경쟁력개선 원격진료후드론을통해약배달서비스도입 자료 : 매일경제신문 ( ). 日, 기업농지소유풀고무인경작시대연다.

114 90 국내외스마트농업정책동향과시사점 4. 중국 4.1. 중국의 4 차산업혁명관련정책 18 중국은 4차산업혁명에대응하기위하여 2015년 3월에 중국제조 2025, 7월에 인터넷 + 정책을발표하였다. 중국제조 2025 와 인터넷 + 는긴밀하게연계하여추진되어야함에도불구하고두정책은상호겹치는영역이있음에따라협력방안을추진하고있다. 2016년 5월국무원은 중국제조 2025 와 인터넷 + 액션플랜 정책의협력적추진을위해 국무원, 제조업과인터넷융합발전심화에관한지도의견 을발표하였고 2016년 11월공업정보화부는이지도의견을심도있게추진하기위하여 13차 5개년계획의일환으로 정보화와공업화융합발전계획 (2016~2020년) 을공식발표하였다. 이와더불어 2016년 5월중국발전개혁위원회, 과학기술부등 4개부처는 4차산업혁명의핵심동력인인공지능발전을위하여 인터넷 + 인공지능 3년행동실시방안 을발표하였다. 또한각부처는 2016년 12월부터 13차 5개년계획의일환으로스마트제조발전계획, 사물인터넷산업발전계획, 빅데이터산업발전계획등을연속해서발표하고있다. < 표 6-5> 중국의 4 차산업혁명관련정책추진현황 시기 정책명 중국제조 인터넷 + 적극추진에관한행동지도의견 국무원, 제조업과인터넷융합발전심화에관한지도의견 인터넷 + 인공지능 3년행동실시방안 공업화와정보화융합발전계획 (2016~2020년) 스마트제조발전계획 (2016~2020년) 사물인터넷산업 13차 5개년발전계획 빅데이터산업 13차 5개년발전계획 자료 : 장윤종외 (2017: 210). 4차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략. 18 장윤종외 (2017) 의 4차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략 을요약 정리하였음.

115 국내외스마트농업정책동향과시사점 91 < 표 6-6> 중국사물인터넷산업 13 차 5 개년발전계획주요임무와세부과제 주요임무 산업생태배치강화 기술혁신체계개선 표준체계구축및개선 사물인터넷의규모화응용추진 세부과제핵심경쟁력있는산업생태계구축가속화사물인터넷산업집결가속화사물인터넷창업혁신추진협동혁신체계구축가속화 핵심기술개발 표준화톱레벨디자인개선공통성핵심기술표준제정강화산업응용표준연구개발추진 사물인터넷과제조업간융합응용강화사물인터넷과산업분야심층융합가속화사물인터넷의소비분야에서의응용혁신추진사물인터넷의스마트시티분야에서의응용심화 공공서비스체계개선 사물인터넷종합공공서비스플랫폼구축사물인터넷통계모니터링과발전평가강화 안전보장능력제고 핵심보안기술연구개발과산업화추진안전보장체계구축및정비 자료 : 장윤종외 (2017: 231). 4차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략. 핵심기술돌파공정센서기술체계구조공통성기술운행시스템사물인터넷과모바일인터넷, 빅데이터융합핵심기술 중점분야응용시범공정스마트제조스마트농업스마트홈지능형교통및텔레매틱스스마트의료와건강양로스마트에너지절약및환경보호 2016년 12월에발표한 사물인터넷산업 13차 5개년발전계획 은중국의사물인터넷기술과산업, 생태계를선진국과대등하게경쟁하는수준으로제고하는데초점을맞추고있다. 정책목표는 2020년까지국제경쟁력있는사물인터넷산업체계를구축하는것이며사물인터넷기술의연구개발수준과혁신능력을뚜렷이향상시키고산업발전에적합한표준체계를구축하고자한다. 정책의주요임무는산업생태배치강화, 기술혁신체계개선, 표준체계구축및개선, 사물인터넷의규모화응용추진, 공공서비스체계개선, 안전보장능력제고등이다. 2017년 1월에발표한 빅데이터산업 13차 5개년발전계획 은중국의빅데이터국가전략을위한초기단계로 2020년까지우수한빅데이터관련기

116 92 국내외스마트농업정책동향과시사점 술력을확보하고다양한산업에서빅데이터를응용할수있는빅데이터산업체계구축을목표로하고있다. < 표 6-7> 중국빅데이터산업 13 차 5 개년발전계획주요임무와세부과제 주요임무세부과제 빅데이터핵심기술연구개발가속화빅데이터기술과제품연구개발강화 안전성 제어가능성빅데이터제품체계육성 빅데이터기술서비스모델혁신 공업용빅데이터인프라구축가속화공업빅데이터혁신응용심화 공업빅테이터전체프로세스응용추진 데이터구동제조업신규모델육성 중점업종의빅데이터응용추진업종빅데이터응용발전촉진 다분야빅데이터융합혁신촉진 사회거버넌스와공공서비스빅데이터응용강화 빅데이터를이용한혁신창업추진빅데이터산업의주체육성가속화 기업협동발전구도구축 빅데이터산업의지역배치최적화 빅데이터중점표준연구개발및보급가속화빅데이터표준체계구축추진 빅데이터국제표준화사업에적극참여 빅데이터인프라구축을합리적으로배치빅데이터산업지원체계개선 빅데이터산업발전공공서비스플랫폼구축 빅데이터발전평가체계구축 빅데이터보안기술 제품연구개발강화빅데이터보안능력제고 빅데이터의네트워크정보보안에대한지원능력제고자료 : 장윤종외 (2017: 234). 4차산업혁명의글로벌동향과한국산업의대응전략. 정책의주요임무는빅데이터기술과제품연구개발강화, 공업빅테이터혁신응용심화, 업종빅데이터응용발전촉진, 빅데이터산업의주체육성가속화, 빅데이터표준체계구축추진, 빅데이터산업지원체계개선, 빅데이터보안능력제고등이다 중국의스마트농업관련정책 19 전통적인농업, 낙후된농촌, 소외된농민은중국개혁개방이후꾸준히 19 IRS Global(2017) 의 IoT 기반스마트농업 스마트팜국내외시장전망과핵심기술 개발동향 을요약 정리하였음.

117 국내외스마트농업정책동향과시사점 93 문제되었던일명 3농문제( 농업, 농촌, 농민 ) 이다. 3농문제는빠르게발전하고있는중국사회속에서도오랫동안지속적으로문제시되어왔던부분이기도하다. 중국정부에서도이러한 3농문제에대해전폭적인지원을할예정이며 2015년에개최되었던제2회정부공장보고에서인터넷이신흥소비층을만들어냈다고판단하고새롭게농업을발전시킬수있는 스마트농업 프로젝트를통해적극적으로해결하겠다고발표하였다. 중국의농업현대화정책은농업 농촌의정보화를바탕으로한농촌전자상거래활성화를중심으로하고있다. 중국국무원과상무부는 인터넷 + 유통행동계획 ( ) 을통해 200개의농촌전자상거래종합시범플랫폼을구축할계획이다 ( 한국농촌경제연구원 2015). 향후 13.5 규획 기간동안정보화기술이 3농각각의영역에접목되어생산과후방산업인농자재, 농기계, 생산품전자상거래, 농업관련사물인터넷분야등각종관련분야에많은영향을줄것으로예상된다. 또한중국의 3농은농업정보화, 농촌의온라인금융, 농민개혁등을통해많은변화가있을것으로보인다. 5. EU 및네덜란드 5.1. EU 및네덜란드의 4 차산업혁명관련정책 20 EU 집행위원회 (EC) 는 디지털단일시장 (Digital Single Market) 전략 ( ) 의실현을위한세부산업정책의일환으로 유럽산업디지털화 (Digitising European Industry) 이니셔티브 를발표하였다. 디지털단일시장전략은구글, 페이스북, 아마존등미국대형플랫폼기업출현에대응하여유럽도회원국간기술적 제도적장벽을넘어단일화한디지털규범과발전전략을통해파편화된유럽시장을통합하자는배경에서시작되었다. 20 김정균 (2017) 의 EU 주요국의 4차산업혁명대응정책과혁신네트워크구축현황 을요약 정리하였음.

118 94 국내외스마트농업정책동향과시사점 주요내용은소비자와기업의온라인제품및서비스접근성개선, 디지털네트워크와서비스성장을위한환경구축, 유럽디지털경제의성장잠재력극대화등이다. 유럽디지털경제의성장잠재력극대화를위해서는유럽산업전반의디지털혁신을통한경쟁력강화가필요하다고보고, 이를위해국가간디지털정책을통합하고자하는것이 유럽산업디지털화 (Digitising European Industry) 이니셔티브 의주요내용이다. 이를위해향후 5년간약 500억유로의공공및민간투자를조성할계획이다. 주요임무국가별산업디지털화정책조정을위한프레임워크구축 < 표 6-8> 유럽산업디지털화이니셔티브세부내용 세부내용 고위급라운드테이블개최 ( 연 2회 ), 이해관계자포럼개최 ( 연 1회 ), 워킹그룹운영 디지털이노베이션허브 (Digital Innovation Hub: DIH) 구축 전략 R&D 분야에대한민 관협력 (PPP) 강화디지털혁신역량강화를위한투자확대 5G, 클라우드컴퓨팅, IoT, 데이터기술, 사이버보안분야에대한표준화환경구축 디지털혁신에부합하도록데이터, 자율시스템, IoT, 애플리케이션보안적절한규제환경조성등의관련규제조정디지털전환에필요한역량을갖춘 유럽신기술역량어젠다 (New Skills Agenda for Europe) 발족인적자본확충자료 : 김정균 (2017: 9). EU 주요국의 4차산업혁명대응정책과혁신네트워크구축현황. < 그림 6-3> 디지털이노베이션허브의구조와역할 디지털이노베이션허브 - 역량센터중개 - 혁신생태계구축및발전 - 이해관계자간브로커리지 - 자금지원중개 - 마켓인텔리전스 - 교육및훈련 - 인큐베이팅및멘토링 역량센터의역할 - 기술플랫폼및관련인프라제공 - 디지털및적용관련전문성제공 - 실생활환경에서의실험활동지원 - 신제품제작지원 -모범사례실증 - 시험공장, 제작실험실 (Fab Lab) 시연 자료 : 김정균 (2017: 9). EU 주요국의 4 차산업혁명대응정책과혁신네트워크구축현황.