'1농장-1로봇' 시대 멀지 않았다…농촌 고령화‧인력난 해소 기대

0.5헥타르 기준 방제ㆍ운반ㆍ모니터링 비용 2900만 원 감소

▲스마트팜 로봇 3종 (농촌진흥청)

'1농장-1로봇' 시대가 가까이 오고 있다. 1농장-1로봇이 현실화되면 농촌 고령화와 인력난을 해소할 것으로 기대된다.

농촌진흥청은 농업생산 인력 감소를 극복하고 생산성을 높이기 위해 농작업 단계(과정)별 로봇과 연계 가능한 기술이 적용된 ‘통합 관리 프로그램’을 개발했다고 23일 밝혔다. 이를 통해 농업로봇의 농가 보급과 산업표준 개발로 관련 산업 지원에 나선다.

농업‧농촌은 인구 감소, 고령화 등 다양한 사회적 변화에 직면하고 있으며 이에 대응하기 위해 다양한 농업로봇의 도입이 꼭 필요한 상황이다. 농업로봇이 다양해지면서 각 로봇의 일일 작업 정보를 수집하고 효율적으로 관리하기 위한 통합 관리 기술의 필요성이 높아지고 있다.

농림축산식품부는 지난해 7월 ‘스마트농업 육성 및 지원에 관한 법률’을 제정하고 올해 1월 스마트농업 육성 계획을 마련했다. 농산업 경쟁력을 강화하는 방안 중 하나로 스마트농업 기술 도입을 촉진해 2029년까지 스마트농업 기술과 장비 도입 온실 면적을 현재 16%에서 35%까지 끌어올린다는 목표다.

이를 위해 농진청은 온실에 스마트농업 기술 활용을 위한 로봇(방제, 운반, 점검(모니터링)) 3종을 개발하고 이번에 이들 로봇을 연계해 작업 효율을 높이고 작업 정보를 디지털화해 관리‧제어하는 통합 관리 프로그램 개발에 성공했다.

이 프로그램은 농업인이 개인용 컴퓨터나 휴대전화로 여러 대의 로봇을 연결해 동시에 관리하고 로봇 작업 정보를 확인할 수 있다. 우선 로봇 관리는 로봇의 위치, 작업 속도, 이동 거리 등 현재 농업로봇의 작업 상태를 알려주는 기능이다. 또한, 실시간 작업량, 누적 운영 횟수 등 농업로봇 운영 통계를 제공한다. 이를 바탕으로 로봇들의 작업 순서를 설정하고 로봇을 효율적으로 운영할 수 있다.

작물 관리는 모니터링 로봇이 취득한 영상 정보를 기반으로 현재 수확할 수 있는 열매의 수량, 위치 정보를 농업인에게 제공한다. 또한, 각 열매의 익은 정도와 온실 환경 데이터를 정량적으로 분석해 수확 가능 시기를 예측한다. 디지털 영농 관리는 각 로봇의 작업 상황과 작물 상태 정보를 실시간으로 수집하고 이를 기반으로 매일 자동으로 작업 정보를 제공한다. 농업인은 작업 정보를 보며 방제 횟수, 수확 시기 등을 조절할 수 있다. 모니터링 로봇의 열매 인식 정확도는 93.8%, 수확 시기 예측 정확도는 97.7%에 달한다.

또한, 시스템 고장 가능성 확률을 나타내는 안전무결성 수준(SIL) 2등급 제어기를 적용해 고장이나 오작동 확률을 0.1~1% 미만으로 낮춰 농가에서 불편함 없이 사용할 수 있도록 했다.

기술 적용 결과, 방제 로봇은 작업 지시부터 작업 여부 확인까지 전 과정을 완전 무인화해 인력으로 할 때보다 작업시간이 40% 줄었으며 방제 효과는 15% 이상 높아졌다.

농진청이 토마토 재배 농가 3곳에 방제‧운반‧모니터링 로봇 3종을 적용한 결과, 0.5헥타르 기준 연간 인건비가 방제 1200만 원, 운반 800만 원, 모니터링 900만 원 줄어든 것으로 나타났다.

통합 관리 프로그램이 적용된 스마트팜 로봇이 보급되면 로봇과 농업인의 협업이 가능해지고, 로봇과 로봇의 협조 체계도 구축된다. 이를 통해 무인화된 스마트팜 기반이 조성돼 농작업 편이성과 효율성이 높아질 것으로 예상된다. 노동력 부족 문제가 해결돼 농가 경영비 등이 감소하면서 농가 경쟁력이 강화될 것으로 보인다.

앞으로 로봇 자율주행에 농작업(방제, 운반, 모니터링)을 결합한 이동형 로봇을 차례로 2026년까지 보급하고 로봇팔 기반의 복잡하고 지능적인 작업(수확, 적엽, 가지치기)이 가능한 관절형 로봇도 2030년까지 농가 적용을 목표로 개발 중이다.

이승돈 농진청 국립농업과학원장은 “가까운 미래, 농촌에는 ‘1농장-1로봇’ 시대가 열릴 것이며 로봇을 활용한 농작업 단계별 자동화로 농촌 노동력 부족 문제 해결에 나설 것”이라며 “농업로봇이 빠르게 보급‧활용될 수 있도록 농업로봇의 통합 관리, 신속한 보급, 산업표준 개발과 제정 3박자로 속도를 내겠다”고 밝혔다.