산 학 연 연구로 한국형 스마트팜 상용화 농산업 세계적 경쟁력 확보 한국과학기술연구원(KIST) SFS 융합연구단 단장 노주원 주소 강원 강릉시 사임당로 679, KIST 강릉분원 천연물연구소, SFS 융합연구단 전화 033)650-3651 홈페이지 https://gn.kist.re.kr 이메일 cwnho@kist.re.kr 임인재 객원기자 / mimohhh@naver.com 2016. 08 화학세계 51
한국과학기술연구원 (KIST) SFS 융합연구단 (Convergence Research Center for Smart Farm Solution, 단장노주원 ) 은스마트팜상용화로농가수익증대및농산업글로벌경쟁력확보를위해 2015 년 10월한국과학기술연구원 (KIST) 강릉분원천연물연구소내에설립됐다. 국가과학기술연구회 (NST) 의지원을받아 KIST 를비롯해한국전자통신연구원 (ETRI), 한국에너지기술연구원 (KIER), 한국생산기술연구원 (KITECH), 한국식품연구원 (KFRI), 총 5개의정부출연연구소와 (SK텔레콤, KT, 신한에이텍, 인포벨리코리아, 티알엑서지, 에이원엔지니어링, 성일산업, 에스엔제이, 풍림무약, 동림푸드 ), 총 10개기업이참여하고있으며이들은스마트팜상용화통합솔루션개발을위한연구를진행중이다. 연구단은 스마트팜에너지및작업관리시스템, 작물생육정보를활용한개방형복합환경제어시스템, 농업정보활용시스템, 스마트팜사업화비즈니스모델개발추진등 4가지부분으로나누어연구를추진하고있다. 스마트팜에너지및작업관리시스템이분야에서는스마트팜에너지운영 관리시스템 (GH-EMS) 구축과열공급최적설계시뮬레이터개발을진행하고있다. 이를토대로온실내부의열환경을해석하고생산성향상및에너지절약효과를도출하는연구를수행중이다. 그리고연구단은온실용무인이송모듈및청소, 철거작업기등을개발하여활용하고, 작업자의작업효율을계측하고분석하여최적의작업방법을관리할수도있도록하고, 이를통해노동력을 30% 이상절감할수있도록해주는스마트작업관리시스템 [ 그림 1] 도개발중이다. 또한온실용센서의정밀도와내구성을평가할수있는장비및절차를연구개발하고있다. 그림 1. 스마트작업관리시스템개발내용 작물생육정보를활용한개방형복합환경제어시스템연구단은작물의재배초기부터수확까지단계에맞는생육모델을개발해이를온실내의복합환경을모니터링하고제어하는데활용하고있다. 이시스템은표준기반의복합환경제어 HW/SW 에장착되어작물에최적환경을만들어준다. 그리고이시스템은복합환경제어 SW플랫폼및온실구조에맞게확장가능한 HW플랫폼으로써외산스마트팜수입대체및해외신규시장창출에기여할수있을것으로평가받고있다. 또한연구단은이시스템개발을통해스마트팜기술의표 52 화학세계 2016. 08
한국과학기술연구원 (KIST) SFS 융합연구단 그림 2. 작물의단계별수확량품질예측모델을적용한시뮬레이터 준화를통해농업의한계를극복하고생산뿐만아니라유통, 소비를포함하는 6차산업으로의새로운농업생태계를창조할수있을것으로기대하고있다. 그림 3. 표준기반시설원예복합환경제어용개방형플랫폼 빅데이터를활용한농업정보시스템연구단은수확시기에작물의최적생육환경을제시하고품질관리솔루션을제공하는기술을개발하고있다. 이는재배- 생산- 유통중에급변할수있는가격정보, 기상환경, 품질정보의빅데이터를분석하고이를토대로작물의수확과출하시기에도움을주는기술이다. 연구단은스마트팜환경에서생산된작물의재배에서부터유통단계에서생성되는환경 / 생육 / 품질정보를모니터링하는프로그램과출하기결정, 수확후유통관리체계구축등을위한품질지표를개발해과학적영농과경영이가능하도록한다는계획이다. 그림 4. 품질지표기반관리시스템의모습 스마트팜사업화비즈니스모델개발추진 뿐만아니라연구단은개발된스마트팜솔루션의사업화모델을통해국내스마트팜보급확산, 안정적정착, 해외진출 2016. 08 화학세계 53
방안등을모색하고있다. 또한기능성작물적용등을통한차세대형스마트팜모델개발도추진중이다. SFS 융합연구단의노주원단장은 각기관이기술을독자적으로연구하는것처럼보이지만실제로는모든연구내용들이융합적으로이루어져있다 며 긴밀하게연계된블록과도같은구성이기때문에한분야의연구는다른분야연구와시너지효과를낼수있다. 라고설명했다. 그림 5. 스마트팜사업화모델개발 표 1. SFS 융합연구단의세부별연구목표및주요기술내용 1 세부 KIST 세부과제 연구목표 토마토, 파프리카생산관리를위한생육계측센서기술개발 주요기술내용 - 생육계측기술 - 영상 / 분광기반의생육지표개발 - 친환경양액살균 / 재이용기술 - 생육정보모니터링및생육시뮬레이터 - 온실내복합환경제어로직 2 세부 ETRI 표준기반시설원예복합환경제어용개방형플랫폼개발 - 표준기반시설원예복합환경제어 SW 플랫폼개발 - 확장형시설원예복합환경제어 HW 플랫폼개발 - 온실운영시스템및모바일앱개발 - 센서와제어기간통신프로토콜및인터페이스표준화 3 세부 KITECH 온실스마트작업관리시스템 (HW/SW) 개발 - 작업공정분석및무선관리기술 - 스마트팜작업기의무인자동화기술 - 온실용센서의정밀도와내구성평가및개선 4 세부 KIER 스마트팜에너지최적관리시스템 (HW/SW) 개발 - 스마트팜복사열환경해석및모델링 - 스마트팜에너지관리시스템 (GH-EMS) - 열환경에너지최적설계시뮬레이터 - 복합열원냉난방시스템최적설계및통합솔루션적용기술 5 세부 KFRI 스마트팜재배 - 생산 - 유통모니터링일관시스템개발 - 품질지표개발및품질관리체계구축 - 생육환경기반품질지표예측모델 - 스마트팜제어 / 생육 / 품질모니터링 - 데이터가시화정보모니터링일관시스템 6 세부 KIST 스마트팜상용화를위한복합센서 / 제어기술현장실증연구및스마트팜연계비즈니스모델개발 - 실증팜을통한안정생산실증 - 테스트농가를통한기술테스트 - 스마트팜솔루션경제성분석 - 스마트팜의수익모델창출을통한사업화 - 차세대스마트팜사업화모델 ( 기능성작물적용등 ) 54 화학세계 2016. 08
한국과학기술연구원 (KIST) SFS 융합연구단 한국과학기술연구원 (KIST) SFS 융합연구단은 우리연구단이개발한한국형스마트팜통합솔루션은국내농가들이생산량이늘어나고가격경쟁력이있는품목을개발하는데토대가될것입니다. 그리고이를통해우리나라농산업은선진국들과충분히경쟁할수있을것입니다 SFS 융합연구단을이끌고있는노주원단장은 연구단은우리나라농가생산성을네덜란드수준으로끌어올리고국내농산업체의글로벌기술경쟁력제고를목표로삼고있다 고밝혔다. 노단장은미국일리노이대학교에서농식품과학으로박사학위를취득했으며미국펜실베니아대학교에서박사후연구원으로재직했다. 2004 년부터한국과학기술 노주원단장 연구원에재직하고있으며 2011 년부터한국과학기술연구원강릉분원기능성천연 물센터장, 천연물융합연구센터장등을역임한바있다. 또한, 미래창조과학부산하 한-몽과학기술협력센터센터장을 2008 년부터현재까지맡아수행하고있다. 대표수상실적으로는 KIST 연구개발팀상 (2011 년 ), 몽골과학원최우수연구자상 (2011 년 ), 몽골보건복지부명예훈장 (2012 년 ), 몽골교육문화과학부우수연구자상 (2016 년 ) 등을수상했다. 현재연구단에는총 139 명의연구인력이투입되어있으며그중 22명은연구단이있는강릉으로파견되어연구에매진하고있다. 2016. 08 화학세계 55