[진려의 똑똑한 미래 ①] 탄소발자국을 줄이는 ‘스마트 팜(Smart Farm)’의 미래

AI,-빅데이터,-로봇,-사물인터넷-등의-기술이-통합된-첨단-농업-환경.jpg — ▲ AI, 빅데이터, 로봇, 사물인터넷 등의 기술이 통합된 미래 스마트 팜 [사진=chatGPT이미지]

기후 위기로 농업의 생산 문제가 심각해져 가는 가운데 스마트 팜(Smart Farm)에 대한 세계적 관심은 매우 높다. 스마트 팜은 인공지능(AI), 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 로봇 등 첨단 기술과 태양광, 인공광 등의 에너지 기술을 바탕으로 농업의 효율성과 생산성을 극대화하는 혁신적인 농업 방식이다.

인류는 그동안 겪어보지 못한 이상기후에 시달리고 있다. 이러한 문제는 단지 인간만의 문제가 아니다. 기후 온난화는 극심한 가뭄과 홍수뿐 아니라 식물 생산에도 막대한 영향을 미치고 있다.

인류는 탄소 배출에 대한 경고를 무시하고 현재 추세로 가면 2050년쯤 약 평균 기온 2도를 넘어설 것으로 전망된다. 이와 같은 위기 상황 속에서 기후 변화, 인구 증가, 식량 부족 문제 등을 해결할 수 있는 핵심 기술로 스마트 팜이 주목받고 있다.

스마트-팜-농업중-수중재배--TYM.jpg — ▲ 스마트 팜의 수중재배 [사진=tym homepage]

스마트 팜은 AI 및 빅데이터 기반 정밀 농업으로 성장하고 있다. 이러한 성장 기술은 AI와 빅데이터 분석 기술을 활용해 작물 생육 상태를 실시간으로 분석하고, 최적의 재배 환경을 조성하는 방향으로 발전하고 있다. 특히 Ai 기술이 발전하면서 Ai 기반 작물 진단과 드론 및 센서 활용을 통해 작물 성장 상태를 분석하고 질병을 조기에 감지하는 등 첨단 농업 기술이 동원되고 있다.

스마트 팜의 효율성은 데이터 기반을 통한 효율적 농업생산의 의사결정이 가능하다는 점이다. 특히 온도, 습도, 토양 상태, 날씨 변화 등을 과학적으로 분석하여, 최적의 관개 및 비료 사용 전략을 세우고 생산과정에서 자동화를 이루어 낼 수 있다. 또한 생산된 농작물은 자동화된 생산 및 관리 시스템에 의해 자동 관리되며 농업용 로봇과 스마트 기계가 스스로 작업을 수행하며 생산성을 극대화시킬 수 있다.

스마트 팜 생산을 뒷받침하는 것 중 하나가 사물인터넷(IoT) 및 자동화 기술의 발전이다. 사물인터넷 기술을 활용한 스마트 팜은 센서, 카메라, 로봇 등을 연결하여 농업 환경을 자동으로 조절할 수 있어 생산성을 크게 증대시킬 수 있다.

스마트 팜에서 중요한 요소로는 자동 급수 및 양분 공급 시스템의 향상이다. 토양의 수분과 영양 상태를 실시간으로 분석하고 필요한 물과 비료를 자동으로 공급하면 기존 아날로그 방식으로 재배한 농작물 생산량을 훨씬 웃도는 생산을 할 수 있다.

스마트 팜에서 스마트 온실 기술은 기후 변화의 문제를 해결할 수 있는 중요한 방법 중 하나이다. 온도, 습도, CO₂ 농도를 자동 조절하여 작물이 최적의 환경에서 자랄 수 있도록 유지 관리할 수 있다는 점은 스마트 팜 기술이 자연환경의 변화로 부터 보다 독립적일 수 있다는 것을 보여준다.

최근 스마트 팜 기술에서 자율 농기계 및 로봇 활용이 높아지고 있다. 자동 경운기, 무인 트랙터, 수확 로봇 등의 이용은 기존 노동력을 대체하는 대안으로 활용되며 이를 통해 생산의 효율성이 증가시키고 있다.

스마트 팜은 도시 농업 및 수직 농장 활성화에 기여하고 있다. 현재 각국의 농업 환경은 기후 변화와 경작지 부족 문제로 인해 기존 농업 방식에 어려움을 겪고 있다. 따라서 이러한 문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나가 스마트 팜이다. 스마트 팜은 농지에 한정되지 않고 도시에서도 농업이 활성화될 수 있다는 미래 가능성을 보여준다.

도시 농업에서 수직 농장(Vertical Farm)의 증가는 재배 환경에 대한 기술적 발전이 큰 역할을 하고 있다. 수직농장으로 사용되는 도시 건물은 태양광의 유입이 가장 큰 문제이다. 하지만 LED 조명과 수경재배 기술의 도입은 이러한 문제를 해결할 수 있는 방안이 되고 있다.

스마트 팜 활성화 차원에서 보다 저렴하고 실용적인 대안으로 스마트 컨테이너 팜이 도입되고 있다. 스마트 컨테이너 팜은 이동이 가능한 컨테이너형 농장으로 조립 및 설치가 편리하고 AI와 자동화 시스템을 적용해 스마트 농업을 할 수 있다.

최근 스마트 팜은 지역의 한계를 벗어나 도시 속에서도 쉽게 농업생산을 할 수 있게 되었다. 특히 건물 옥상이나 지하 공간을 이용해 수직적 랙을 설치하고 첨단 장비를 도입해 도시 농업을 현실로 만들어 나갈 수 있다. 이러한 생산이 가능한 것은 스마트 팜 기술의 발전 때문이다.

스마트팜-Tym.jpg — ▲ 스마트 팜의 생산모습 [사진=tym homepage / 그래픽=ESG코리아뉴스]

스마트 팜의 미래는 불안전한 지구 환경 속에서 지속 가능한 친환경 농업의 실현이 가능하다는 점에서 긍정적으로 평가받고 있다. 따라서 기후 변화 대응과 환경 보호를 위해 스마트 팜은 지속 가능한 방식으로 발전할 것이다. 특히 무농약 및 친환경 농업의 확대는 스마트 팜의 미래 전망을 높게 만들고 있다. 스마트 팜이 최첨단 기술을 활용한다는 측면에서 병충해로 부터 보다 더 안정적이며 화학 농약 사용을 최소화 할 수 있다는 점에서도 식품 안전에 매우 긍정적이다.

스마트 팜의 긍정적인 측면은 스마트 수자원 관리를 통해 물 절약이 가능하고 정밀 관개 시스템 및 빗물 재활용 기술을 도입해 보다 효율적인 농업이 가능하다. 이러한 노력은 탄소 배출 저감을 가져와 지속 가능한 농업 모델로 스마트 팜이 활성화될 전망이다.

최근 글로벌 스마트 팜 시장의 확대가 이루어지고 있다. 스마트 팜 기술이 발전하면서 세계 각국은 관련 산업을 빠르게 발전시키고 있으며, 이러한 기술을 토대로 스마트 팜은 크게 성장할 것으로 전망된다.

최근 스마트 농업 스타트업이 증가하면서 젊은 세대도 농업을 통해 안정적 수익을 보장할 수 있다는 생각이 넓게 확산되고 있다. 젊은 세대의 신농업 확대는 소멸되어가는 농촌을 살릴 뿐 아니라 AI, 로봇, 데이터 분석과 같은 전문 기술을 적극적으로 활용할 수 있다는 점에서 긍정적인 현상이다.

스마트 팜의 활성화를 위해선 국가 간 협력 강화가 매우 중요하다. 특히 농업 기술 선진국과 개발도상국 간의 협력을 통해 스마트 팜 기술이 전 세계적으로 확산되면 인구 증가로 인한 글로벌 식량 부족 문제도 해결할 수 있게 될 것이다.

스마트 팜의 미래는 AI, IoT, 자동화 기술을 기반으로 한 정밀 농업, 친환경 재배, 도시 농업의 확산 등으로 발전할 것이다. 노동력 부족 문제를 해결하고, 기후 변화에 대응하며, 지속 가능한 농업을 실현하는 핵심 기술로 자리 잡을 것이다. 앞으로 스마트 팜 기술이 더욱 정교해지고 보편화되면서, 전 세계적으로 식량 생산의 혁신적인 변화가 기대된다.

스마트 팜은 더 이상 미래가 아니다. 스마트 팜은 현재 진행 중이며 앞으로도 계속될 것으로 보인다. 하지만 스마트 팜의 미래가 반드시 쉬운 것만은 아니다. 새로운 기술을 수용하고 구현하는 데는 비용이 들고 학습 곡선도 가파르다.

스마트 팜이 미래 농업의 기회인 것은 부인할 수 없는 현실이다. 스마트 팜을 통한 자동화 농장 운영을 자원 소비 절감, 노동력 절감, 비용 절감 등을 이끌어 낼 수 있으며 지속 가능한 친환경 농업을 통해 탄소발자국을 줄여 갈 수 있다. 따라서 스마트 팜은 현재 인류가 직면한 농업 생산성 문제의 해독제이자 해결책이 될 것으로 보인다.

진려 / 陈丽 / Chen Li

중국 난징예술학원 디자인학원에서 실내 디자인학 석사를 마치고 국민대 테크노디자인전문대학원 공간문화디자인학과 크리에이티브 인테리어 아키텍쳐랩(Creative Interior Architecture Lab)에서 박사학위를 받았다. 박사학위 논문은 ‘미래도시 수직농장의 3T(ICT, Plant Technology, Spatial Technology) 기술 예측 연구’이다. 또한 현재 ESG 코리아 뉴스 칼럼니스트로 활동 중이며, 사단법인 한국 ESG 위원회(Korea ESG Committee) 미래기술위원회(Future Technology Committee)부위원장을 맡고 있다.

현재 수직 농장의 정보화 기술, 재배 기술, 공간 기술에 대한 심층 연구를 진행 중이며, 한국에서 박사학위 기간 중 KCI에 2편의 논문을 발표했다. ‘스마트 팜의 공간 배치 특성에 관한 연구’와 중국 ‘예술백가’의 중문 핵심 정기간행물에 ‘해체주의 실내공간설계의 창작 관념과 수법’에 관한 논문을 발표하였다. 또한 2025년 6월에 출판 예정인 ’생태학의 풀리지 않은 문제들‘이라는 서적의 중국어, 영어 교정에도 참여하고 있다.

Chen Li 724914081@qq.com 이 기자의 다른 기사 보기