독자 기술경쟁력 확보로 농기계산업 발전 선도하다

농촌의 급속한 고령화, 여성화 등 극심한 인력난으로 고된 농작업을 효율적으로 대신할 수 있는 첨단 농업기계에 대한 필요성이 점차 증가하고 있다. 이에 농업 분야에서 무인 농작업 실현을 위해 스마트팜 기술과 첨단농기계를 활용한 다양한 방법을 모색하고 있다. 농기계가 이제 전동화, 지능화를 통해 첨단농기계, 농업로봇으로 진화하고 있다.

한국형 스마트팜 기술 가운데 온실·축사의 온습도 등 환경의 원격제어 및 모니터링을 통한 편의성을 향상한 1세대 스마트팜은 이미 개발·보급 중이며, 작물 최적 생육을 위한 인공지능 알고리즘과 음성 및 영상정보를 기반으로 질병 등 작물정보의 인식기술 등 생산성(2세대 스마트팜) 증대 기술과 글로벌화(3세대 스마트팜)를 위한 자동화 및 로봇화 기술을 적용한 온실 모델개발 및 안전성 기준 등 핵심 기반기술 확보를 위한 연구가 활발해질 전망이다.

이미 한국형 스마트팜의 핵심인 인공지능 기반 병해 판별기술은 기존 토마토, 딸기, 파프리카에서 참외까지 작목을 확대해 연구하고 있다. 또 작물의 생육상태를 파악하기 위한 온실 내 환경 정밀 모니터링 로봇 및 작물 뿌리부 센싱과 연계된 지능형 양액제어시스템 등 ICT 융복합 기술 기반의 스마트팜 통합 플랫폼 완성에 필요한 요소기술들은 매년 고도화하고 있다.

이에 정부는 스마트팜 분야에서 스마트온실 무인방제기술과 지능형 양액 자동제어기술, 사용자 맞춤형 인공지능 온실자동제어 모델 및 스마트온실 제어 시뮬레이션 기술 개발에 나섰다. 아울러 첨단농기계 분야는 과원용 제초 로봇, 시설원예 모니터링·적과·수확 로봇, 드론-첨단 농업기계 협력 작업시스템 및 과수원 적화·적과·적엽 로봇기술 등을 개발할 계획이다.

경상국립대학교 스마트팜연구센터의 SSSL(Smart Space Sensing Lab.)은 공학 기술과 지식을 활용해 농업 시스템의 최적화 및 지속 가능한 농업환경 솔루션을 찾는 연구에 한창이다. 생물자원의 생산성 향상과 부가가치 제고를 목표로 생명공학, 환경공학, 정보통신기술 등을 융합해 농업 생산의 효율성을 높이고, 생태학적 균형을 조화하는 최적의 방안을 찾고 있다.

이에 경상국립대 SSSL에서는 동물, 식물, ICT, 농업기계 등 4개 분야를 중심으로 연구가 한창이다. 이 가운데 농기계연구팀은 △스크린 진동 시뮬레이션을 통한 콩 수확기의 선별능률 분석 및 △생분해성 포트 전용 채소 정식기 취출 모델 개발 등의 연구를 성공적으로 수행했다.

밭농업 기계화율 향상… 기술경쟁력 제고

농기계연구팀 전성우 연구원(석·박사 통합과정, 사진)은 “이번 연구는 ‘지능형 제어가 가능한 컴팩트형 콩 콤바인을 개발’하는 것이 최종 목적”이라고 설명한다. 그는 “경사지 및 산간지역에 사용 가능한 콩 수확기를 개발하기 위해서는 우선 컴팩트 차체에 적용 가능한 차량자세제어장치를 개발하는 것이 요구된다.

또 경사지나 좁은 지역에서 콩 예취, 이송, 수집 등 일괄 작업이 가능한 고능률 탈곡 선별장치를 개발하고, 신속한 작업이 가능한 제어 메커니즘을 개발하는 데 노력했다”고 전한다.

아울러 예취부 및 기체 좌우 수평제거가 가능한 크롤러 구동 주행 시스템과 작물의 환경에 따라 경사지 적응을 위한 지상고 조절 및 선회 반경을 최소화할 수 있는 주행 시스템 등을 첨단기술을 개발해 궁극적으로 자율주행 시스템 및 지능형 제어 기술을 확보하는 기술적 진보를 이루는 데 의미가 있다는 설명이다.

농기계연구팀은 또한 밭농업 기계화율 향상을 위해 조속한 기계화가 요구되는 고추, 양파 등 채소 정식을 위한 기계 시스템 개발에 몰두했다. 이를 통해 생분해성 육묘포트 전용 채소정식기의 취출부 및 경량화, 취출부 및 구동부 동력 연결 최적화를 통한 정식기 시스템을 완성하는 결과를 도출했다. 이 연구를 통해 관련 특허 6건을 등록하고 기술이전 4건, 비SCI 제출 1건 등 괄목할 성과를 거뒀다.

전성우 연구원은 “농기계 연구 및 생산관리 분야 산학연 협업으로 석사과정 1명과 박사과정 1명이 인턴쉽을 진행했고, 참여 기관 및 관련 업체와 연계한 현장 연구에 박사과정 1명, 석사과정 2명, 학부과정 1명 등이 참여하는 등 전문인력을 양성하는 효과를 거뒀다”고 전한다.

연구를 주도한 김현태 경상국립대학교 스마트팜연구센터장(교수)은 “밭농업에서 가장 많은 노동력이 필요한 파종·이식 작업에 생분해성 육묘포트 전용 채소 정식기의 보급·확대로 농업경영비를 절감하고 농가 인구감소와 노령화 문제를 해결하는 데 도움될 전망”이라며 “생분해성 육묘 포트의 안정적 보급으로 전용 채소정식기 사업화에 협력관계를 통해 밭농업 기계화율 향상하고, 나아가 외국산 밭농업기계 국내잠식에 대응하는 기술경쟁력 확보로 농기계산업 발전을 선도하는 성과를 거뒀다”고 평가했다.

이 기사는 <월간 팜앤마켓매거진 2024년 01월호>에서 확인할 수 있습니다.