농업농촌의길 2020 정밀농업의확산을위한우리농업의선결과제 2020 년 11 월 4 일 한국정밀농업연구소남재작 한국정밀농업연구소 www.pragin.kr
정밀농업 Precision Agriculture 가변처리기술 (VRT) GPS 토양샘플링 원격탐사기술 농사용로봇 사물인터넷 (IoTs) 컴퓨터기반응용프로그램 (Machine Learning) 스마트폰어플리케이션 수익성효율성지속가능성 Remi Schmaltz(2010), What is Precision Agriculture?. AFN 2
AgTech 투자동향 * 2021 년 smart framing 시장규모 : $62 억달러, CAGR to 9.9%(Eastern Peak) K. Dehlinger(2020.03) Venture Capital Pours Into Ag * 자료 : ` 돈냄새 ` 맡은투자귀신들 글로벌애그테크에 64 억弗베팅. 매일경제 (2020.5.31.) 3
정밀농업기술은어떻게농업을바꾸어나갈까? 농사용센서로부터얻어진 Data, Data, Data, 생산량예측을통한사전리스크회피 생산전과정의관리를통한비용관리, 자원사용및폐기물감축 자동화를통한사업효율성증가 수량및품질향상 https://easternpeak.com/ 4
정밀농업솔루션을도입하기전에고려할일 IoT 센서와데이터의신뢰성, 농업환경에서안정적인데이터의수집이가능한가? 데이터가많아도의미있는정보로분석할수있어야한다. 유지관리가중요, 농촌지역에서어떻게유지관리를가능하게할것인가? 언제어디서든자유롭게접속이가능해야. 모바일접근성도고려 인프라의구비 - IoT 센서, 컴퓨터, 자동화시설및장비, 관수장치, 토지정비등 여러통신프로토콜의상호연결성보장 - 표준화기술 데이터의수집주기, 포장, 항공관측, 환경센서, 기계및시설부착센서등다양한센싱장비로부터적절한데이터수집간격의설정 데이터의보안 HTTPS://EASTERNPEAK.COM/BLOG/IOT-IN-AGRICULTURE-TECHNOLOGY-USE-CASES-FOR-SMART-FARMING-AND- CHALLENGES-TO-CONSIDER/ 5
뭘해야할지, 어떻게해야하는지는모두알고있다. 하지만어떻게가능하게할까? https://www.arable.com/ https://news.samsungdisplay.com/16707 6
접근방법의차이 구분한국형 2 세대스마트팜네덜란드 PRIVA 시스템 제어및설정방식 (* 생육상태판단 ) 인공지능및클라우드 (2 세대 ) * 생체정보와생육모델 전문가설정방식 (1.5 세대 ) * 전문가컨설팅과지식 DB 주적용대상중대규모비닐온실 (0.33ha) 대규모유리온실 (1ha) 가격수준 ( 단위시스템당 ) * 1ha 적용시추정 ( 센서등추가 ) 500 만원 2 천만원 * 1.5 천만원 ~ 3.5 천만원 3 천만원 ~ 1 억원 제품안정성보통수준 ( 지속적실증보완 ) 매우우수 특징 - ICT 집약과산업기술융합을통한재배모델 * 기계학습과인공지능으로재배의사결정지원 * 클라우드시스템을통한데이터분석과서비스 - 150 년이상의기술노하우를집적발전 * 세계적으로수집된데이터와전문가의경험을접목한실용적전문가컨설팅 1세대 : 원격수동제어 2세대 : 자동제어 3세대 : 2세대 + 복합에너지관리 + 스마트농작업 농촌진흥청 (2020). 인공지능이농사짓는시대 7
AI vs. 전문가 농기계전문가의스마트농업 : 1, 1.5 세대스마트팜에는효과적이지만, 2~3 세대스마트팜에는한계노출 컴퓨터공학자의스마트농업 : AI 와머신러닝은농업전문가를대체할수있을까? 적정기술, 목표지향, 비용효율적사업화모델중심의새로운접근방법론필요 Performance and Long Distance Data Acquisition via LoRa Technology of a Tubular Plant Microbial Fuel Cell Located in a Paddy Field in West Kalimantan, Indonesia(Emilius Sudirjo 등, 2019) and http://www.terrabetter.net/ 8
수익모델과규모의문제 스마트농업기술서비스에대해농민들은비용을지불할의향이있을까? 비용을지불한다면과연얼마를지불할수있을까? 데이터서비스, IoT 측정망구성의비용은누가부담해야할까? 투자대비효용성을체감할수있는축산농가, 규모화된원예농가중심으로스마트팜은확산될것으로예상 조수익 5 천만원이상농가는 129 천호로전체농가의 8% (2015 년, 농식품부 ) 농경지의대략절반은비농업인으로항구적인농업투자의제약요인으로작용 노지농업에서개별농가단위의접근은수익성이낮을것으로예상 9
지역단위스마트농업모델의등장 < 적용기술 > 미기상관측장비 ( 서리저온고온예보 ) 병해충예찰장치 스마트트랙터, 미세살수장치 가변시비관수장치 < 스마트농업대상지역 > 사과재배 ( 예시 ) 농민은스마트농업서비스를구매 < 스마트농업서비스기업 > 기상정보제공서비스병해충예찰서비스스마트인력중계서비스장비설치 / 유지관리서비스 ( 농민 ) 농민들은개별농장에필요한최소의시설설치및장비구매 ( 일부정부보조 ) 미세살수장치, 토성별관수장치, 스마트제어장치등 ( 지역서비스기업 ) 기계및시설, 데이터시스템등의설치및관리는농업서비스기업이담당 기상스테이션, 스마트병해충예찰장치등은스마트농업기업에서설치를지원하고, 일정기간서비스요금할인을통해상환 ( 지자체 ) 초기에농업활동에필요한스마트농업서비스를농민이활용을시도할수있도록지원, 초기에는정부의예산지원이중요 ( 스마트농업기업 ) 스마트농업기계, 장비, 시설, 소프트웨어의공급등 데이터시스템의운영및분석서비스제공 GSnJ(2019), 의성군스마트농업추진전략중에서인용 10
초기시장활성화를위한접근방법 시범사업종료후에도스마트농업서비스가가능하도록현지의농업서비스기업의비즈니스생태계를조성 ( 시장접근방법론에기반한지원사업추진 * ) 참여기업과협약을통해스마트장치설치등초기사업기반조성을위한투자를지원하고, 시장가격보다일정부분저렴하게농가에서비스를제공하는방식으로초기투자금을상환 < 현지농업서비스기업 > < 농가 > 사업협약사업단 / 농가 / 농업서비스기업 / 기술지원단 기간, 가격 협정 서비스제공병해충예찰, 서리예보, 농기계공동활용, 인력중계등 대금납부 할인제공 스마트농업서비스구매생산성 품질향성 사업기획 지자체 초기투자지원 시설설치및서비스구매일부지원 * GSnJ(2019), 의성군스마트농업추진전략중에서인용 11
지역단위접근법이가능하려면. 농촌지역통신인프라의구축 LTE, LoRa, wifi 등 스마트물관리를위한인프라구축 자동주행을위한농지정비필요 물사용량, 에너지사용량, 농작업등을위한클라우드데이터플랫폼 * 첨단무인자동화농업생산시범단지기본계획서 ( 한국농어촌공사, 2020) 12
( 예시 ) 병해충예찰및공동방제 주요작물 ( 사과, 마늘, 벼 ) 에대한원격병해충예찰망을구성 드론, 곤충트랩등을활용한원격해충모니터링체계도입 기존병해충예찰단의예찰정보와병행하여병해충진단의신뢰도향상시범사업대상지역에우선설치하고운영체계를정비 예찰망-예찰단의정보를통합하여예찰가능정보의단계적확대 기존의예찰단운영체계를고도화하고, 사업성을가질수있도록적정규모화검토 의성군 의성군능금조합 보고 발주 예찰전문기업 정보제공 농장농장농장 [ 원격탐사방법에의한병해충진단 ] [ 기존의병해충예찰단운영방식 ] * GSnJ(2019), 의성군스마트농업추진전략중에서인용 13
Big Data Platform 의문제 개별프로젝트중심의시스템개발 (SI 사업적접근 ) 데이터호환성에대한고려부족 개발후지속적인업그레이드불투명 짧은개발시간 * 국내에서추진중인노지스마트팜사업 국가 : Big Data 플랫폼과 API 제공 기업 : 전문화된서비스제공 & 데이터입력 지자체 : 데이터입력및자체 UI 개발 활용 연구소 : 알고리즘개발 월사용료의지불 14
R&D 추진전략및역할분담 무분별한국산화는자중, 우선적으로기술수요처인정밀농업시장창출에집중 지역단위접근방법, 초기시장접근방법등사업화모델의개발과실증연구동시진행 종합적인패키지기술보다는현장의수요를충족할수있는난이도는낮고효용성은큰기술의실용화에우선집중, 단계적확대 민간기업 : 스마트농업서비스의주체, 수요시장을창출하고유지관리서비스제공 연구소 : 기술을실증할수있는레퍼런스시험포장운영, 기초생육모델개발, 데이터플랫폼제공 지자체 : 인프라구축, 초기사업화를위한사업형성, 농업인기술역량증대 15
국내에서주목할만한스마트팜기업 팜에어 (FarmAir) + 한국경제신문의농산물가격예측 그린랩스 : 온실설계, 온실제어, 시세정보등 * 팜에어및그린랩스홈페이지 16
의사결정에최적화된방법론을제공하는게핵심 AIS 김민석대표제공 17
빅데이터기반가축스마트진료시스템구성도 전문수의사용진료프로그램 목장용생산관리 / 번식관리운영프로그램 가축스마트진료전문솔루션도출 모바일인터페이스 Network Cloud Solution feedback 생체정보및환경정보실시간수집및모니터링 목장 1 목장 2 목장 N 스마트진료 (Web/App Server) Server Cloud 목장운영서버 기운영시스템 온도습도음수 스마트진료 (DB 서버 ) 목장 DB 서버 Storage * 리얼팜의내부자료 18
결론 정밀농업은수익성, 효율성, 지속가능성을높이기위한기술개발접근방법으로농촌인구감소와기후위기대응을위해빠른적용이필요함 정밀농업 / 스마트농업의미래에대해서는대체로견해가일치하지만, 결국은개별국가가처한상황에따라접근하는방식에서차별성이나타날것임 센서개발, 소규모현장실증연구, 데이터모델개발등 R&D 중심으로접근하면서기술의현장실용화는늦어지고있음. 규모화된현장실증중심, 현재이용가능한기술중심, 농가의기대수익을충족할수있는난이도는낮고효과는큰기술중심으로정밀농업접근방법우선순위조정필요 우리나라의농장규모를고려할때축산과대형원예농가중심으로정밀농업이우선도입될전망이며, 그이외의농가규모에서는지역단위의접근방법이해결책으로등장 농업연구를통해집적된경험을 IoT 로데이터를기반으로적용하는방식이데이터중심의접근방법 ( 머신러닝, AI) 보다효율적일것으로예상됨 정밀농업기술은농업현장의문제를가장정확하게조준했을때가장효과적인적용이가능 빅데이터플랫폼, 지역의서비스기업육성등민관연의역할분담을통한효율적접근방법이정밀농업의정착에중요 19