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식량과농업 | 4차산업혁명을 농업과 농촌문제해결에 이용하자

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작성자 관리자 작성일17-08-29 15:03 조회208회 댓글0건

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4차산업혁명을 농업과 농촌문제 해결에 이용하자
이중용(농공77)모교교수
 
21세기 들어 과학기술이 급격하게 변화하고 있다. 인공지능과 사물인터넷, 로봇 등 첨단기술에 의해 예전에는 불가능하던 서비스와 제품이 등장하고 있다. 인공지능 왓슨이나 알파고, 우버택시와 테슬라의 전기차 등은 이미 유명하다. 이들이 초래하는 사회경제적 변화를 우리는 4차산업혁명이라고 부른다. 혁명적 시대를 맞이하여 우리 농업기술은 어떻게 발전할지 관심이 크다. 이 글에서는 농업분야에서 4차산업혁명기술의 몇 가지 특성을 설명하고 우리 실정에 맞는 전략을 제안하고자 한다.
 
4차산업혁명은 근본적인 농업문제의 해결책이 될 수 있다.
4차산업혁명기술이 농업의 신성장동력으로서 기대를 온몸에 받고 있지만 이에 대해 곱지 않은 시선을 가진 사람들도 상당히 있다. 그 이유는 ‘과학기술 개발과 보급이 근본적인 농업문제를 해결하지 못하였다는 과거의 경험 때문일 것이다. 그들은 4차산업혁명에 대비한 농업기술의 연구개발을 하느니 그 자금을 농업인의 복지나 소득보전에 사용하는 편이 낫다고 생각한다. 그러나 4차산업혁명기술은 농업에 관계된 여러 시스템을 클라우드 기반 위에서 통합시켜 관리할 수 있게 하므로 고질적인 농업문제를 해결하는 수단이 될 수 있다.
농업인의 고령화, 농업소득의 감소, 도농소득격차 확대, 농촌의 환경오염과 정주환경 열악 등 만성적 문제를 다루려면 농업정책과 농촌정책이 융합되어야 한다. 그러나 방대한 면적에 분산된 농촌에서 환경이나 복지 등을 위한 정보수집과 관리는 비용에 비해 경제적 편익이 적었으며 환경의 중요성에 대한 국민의 인식도 약했었다. 또한 농업은 경제의 한 분야로서 농업생산액의 성장과 농가소득의 향상 등 수치로만 평가되어 정부정책은 생산액 증대 또는 수익증대를 목표로 추진되어왔었다. 더군다나 농업시장을 개방한 상태에서 우리농업은 좁은 국토에서 많은 인구를 부양하기 때문에 분명한 성장의 한계를 가지고 있다. 농업의 공익적 효과와 식량안보 등을 이유로 WTO 협상이나 FTA를 체결하면서 농업보호조치를 마련하지만 농산물 생산비의 국제경쟁은 매우 어렵다. 정부가 농업의 성장을 위하여 시설원예와 축산업에 스마트팜을 확산시키고 있지만 이런 정책이 농촌환경개선이나 정주환경 개선에 얼마나 기여하는지는 의심스럽다.
많은 전문가들이 농업정책의 목표를 농업의 공익적 효과와 식량안보 등에 둘 것을 제안하고 있다. 이렇게 하려면 농촌과 농업에 대한 엄청난 정보를 수집하고 분석할 수 있어야 하는데 4차산업혁명기술은 지금까지 불가능하게만 여겼던 이런 것들을 가능하게 한다. 사물인터넷과 빅데이터, 인공지능 기술은 토양은 물론 작물과 가축의 요구사항과 건강은 물론 소비 동향과 소비자 성향까지 알 수 있게 한다. 사물인터넷과 클라우드 컴퓨팅, 로봇기술은 공간적으로 분산된 농업의 한계를 극복하게 한다. 4차산업혁명은 농업의 생산, 가공, 유통, 소비의 전 과정과 농촌관광, 농촌환경, 농촌정주환경 등 문화적 환경적 사회적 시스템을 거대한 농업농촌시스템으로 연결시키고 소통시킬 수 있는 기술을 제공하기 때문이다.
 
4차산업혁명은 각국의 기술생태계에 따라 국가에 특화된 기술이다.
4차산업혁명은 21세기에 대두되었지만 모든 나라가 겪고 있지는 않다. 4차산업혁명은 클라우드 컴퓨팅과 사물인터넷 등 정보인프라를 기반으로 하기 때문이다. 이 혁명은 각국의 사회경제적 환경을 바탕으로 다양한 기술이 상호 융합되면서 생산자는 물론 소비자도 새로운 서비스나 가치를 창출한다. 미국에 우버택시가 있다면 중국에는 자전거 공유서비스인 모바이크(Mobike)가 있다. 서로 다른 서비스가 발전한 이유는 사회경제적 여건이 다르기 때문이다.
농업의 4차산업혁명을 이루려면 농촌의 정보인프라와 민간회사들이 새로운 지식과 기술서비스로 경쟁하는 생태계가 필요하다. 우리나라는 정보화인프라 강국이지만 농촌의 인터넷기반은 도시지역에 비해 열약하다. 기반이 열악한 경우 첨단기술을 수용할 때에 기반을 동시에 구축해야하므로 경쟁력에 있어 뒤질 수밖에 없다. 어떻게 농촌과 농업의 정보화기반을 구축할 것인가에 대한 전략이 필요하다. 아쉽게도 우리나라 농약·비료·종자·농기계업체는 정부의 정책사업을 바탕으로 성장하였기 때문에 창의적으로 스마트농업시대를 주도하지 못하고 있다. 따라서 정부는 농업과 농촌의 정보인프라를 확충하고 정책사업에 길들여진 농업관련 기업의 체질을 4차산업혁명 시대에 적합하도록 유도하고 4차산업혁명의 원유인 빅데이터와 원유를 휘발유로 가공·정제할 스타트업 기업의 자생 환경을 조성하여야 할 것이다.
농촌 여건은 우리만의 독특한 4차산업혁명 전략이 될 수 있다. 부가가치가 높은 시설원예나 축산에 있어 스마트팜 보급은 해당 시설의 정보인프라만을 강화하지만 농촌의 정보화에 기여하지 못한다. 이에 비해 넓은 면적에서 이루어지는 벼농사나 밭농사는 부가가치가 크지 못하여 스마트농업 즉 정밀농업을 위한 투자여력이 부족하다. 또한 노령화와 지속된 탈농현상에 의하여 농촌에는 많은 소외계층이 존재하는데 복지 대상자가 넓게 분산되어 있어 복지사업이 고비용일 수밖에 없다. 농촌의 복지사업을 수행하는 방법으로 지역주민과 4차산업혁명기술을 이용하고 그 정보화기반을 바탕으로 경종농업의 스마트농업화 또는 정밀농업기술을 도입한다면 농촌은 물론 경종농업, 원예, 축산, 임업 등 농업전분야의 4차산업혁명을 위한 기반이 확보된다. 독거노인, 산불방지, 도난방지, 관광자원관리 등, 농촌에는 사물인터넷(센서네트워크)과 같은 4차산업혁명기술을 이용하여 효율적으로 해결할 수 있는 일들이 많다.
 
농업의 4차산업혁명은 원천기술 전문가만으로 이루기 어렵다.
트랙터의 무인자율주행 기술은 자동차의 무인자율주행기술보다 더 까다롭다. 일반인들은 자동차 전문가들이 트랙터를 개발한다면 쉽게 해결할 것이라 생각하기 쉽다. 스마트홈 전문가들이 마음만 먹으면 스마트온실은 쉽게 성취하리라 생각한다. 농업정책 종사자들도 비농업분야의 전문가를 활용하면 농업의 4차산업혁명은 쉽게 이룰 수 있다고 생각하기 쉽다. 그러나 농업농촌의 사물인터넷은 사계절 열악한 환경 속에서 정상적 기능을 발휘해야 하고, 코넥티드 트랙터는 말끔한 아스팔트가 아니라 논의 진흙 속에서 작동되어야 한다. 더구나 승용차와 다르게 주행하면서 정밀한 농작업을 수행한다.
농학의 한분야인 바이오시스템공학은 생물 생산과 활용에 공학적 기술을 응용하는 시스템공학분야로서 열악한 환경에서 기계, 전기, 토목, 환경 등 공학기술을 농업과학에 접목하여왔다. 농업의 4차산업혁명은 국책연구기관 컨소시엄만으로 해결할 수 있는 과제가 아니며 원천기술을 확보한 국책연구기관과 농업에 공학기술을 접목한 경험이 있는 시스템엔지니어의 협업을 필요로 한다. 농업의 4차산업혁명을 추진함에 있어 속도도 중요하지만 방향과 방법 역시 중요하다,
 
농업의 4차산업혁명은 오래된 신기술이다.
4차산업혁명에 의해 스마트 농업기술들이 실용화되고 있으나 그 개념은 이미 오래전에 등장하였다. 돌이켜 보면 산업화와 도시화에 따라 다양한 농기계가 농사에 사용되면서 농업의 노동생산성이 비약적으로 향상되었고 화학농약과 비료를 사용하면서 토지생산성 역시 크게 향상되었다. 한편 화학 농자재가 남용되면서 지하수는 물론 토양이 오염되어 생태계와 농업의 지속성을 위협하였다. 이런 문제를 해결하기 위하여 지속가능농업(Sustainable Agriculture)기술이 등장하였고 이 기술은 토양과 작물의 상태를 측정하여 최적의 농약과 비료, 물 등을 공급하는 정밀농업기술로 발전되었다. 최근에는 코넥티드 트랙터기술, 농용로봇기술 등 스마트 기술로 진화하고 있다. 이런 정밀농업의 개념은 1929년에 시작되었다. 미국 일리노이대학의 Linsely와 F.C. Bauer은 토양지도기술을 제안하였다. 그 내용은 토양의 산도(acidity)를 지도로 만들어 토양특성에 따라 석회석 살포량과 파종량을 달리하면 투입재료도 줄이고 생산량은 늘릴 수 있다는 것이다. 그러나 토양지도를 작성하고 살포량을 위치별로 다르게 하는 것이 어려웠으므로 당시에는 더 이상 발전하지 못하였다.
한편 인터넷의 개발과 월드와이드웹의 등장, 클라우드 컴퓨팅과 무선통신기술의 발전은 농장 자동화와 정보화를 지나 스마트 기술로 발전하고 있다. 이 기술 역시 오래된 것이다. 1957년 덴마크의 크리스텐센 농장에서는 수경재배기술을 자동화기술과 융합하여 콘베이너벨트 방식으로 새싹채소를 생산하면서 식물공장의 꿈이 시작되었다. 기술발전이 거듭되면서 인공광원에 의한 공장형 식물생산기술로 발전하였으며 최적 환경조절기술에 의해 생산량과 품질이 비약적으로 향상되었다. 4차산업혁명은 클라우드 컴퓨팅 기반 위에 농장과 소비자를 직결시켜 농업의 유통과 물류시스템의 변화를 유발하고 있으며 식품의 안전성과 신뢰성을 강화하는 우수농산물제도(GAP)와 농산물이력제를 발전시키고 있다.
농업기술은 농업 생산액을 증대하는 방향 외에 환경을 유지하고 안전한 식품을 생산하는 방향으로 발전하여왔으며 4차산업혁명은 이런 기술발전의 속도를 가속화하고 있다. 이런 점에서 농업의 4차산업혁명기술은 오래된 신기술이다. 4차산업혁명은 유인트랙터가 무인트랙터로, 농기계가 농용로봇으로, 많은 사람들이 일하는 농산물집하선별장이 물류로봇과 협업하는 현장으로 전환하면서 농업노동력과 농업기술, 농업시스템의 변화를 초래할 것이다. 전환속도와 전환시점은 결국 4차산업혁명의 기반과 여건을 어떻게 조성하느냐에 따라 달라질 것이다.
 
농업의 4차산업혁명을 우리 실정에 적합하게 발전시키자.
4차산업혁명이 이루어지면 일자리가 줄어든다고 염려한다. 다행스럽게도 우리 농업은 노동력 부족을 겪고 있으며 노령화되어 차세대 농업인력 확보가 어려운 상황이므로 4차산업혁명이 절실한 상황이다. 그러나 국민소득 5만불인 국가에서 농용로봇이 사용된다고 무작정 그런 기술을 개발하는 것에는 문제가 있다. 경제 수준에 적합한 기술만이 농업현장에서 수용되어 보급될 수 있기 때문이다. 무인트랙터 기술은 이미 10년 전에 개발되었으나 2017년에 상품으로 출시되었다. 사회경제적 여건이 성숙되기를 기다린 것이다. (원천기술 개발은 긴 시간이 필요하므로 장기 연구개발 투자는 중요하다.)
우리 농업은 규모의 경제를 이루기 어려워서 4차산업혁명의 기반에 투자 능력이 부족한 상황이다. 그러나 정부가 농촌의 복지나 정주환경 조성을 위하여 농촌 정보화기반에 투자한다면 그 기반을 활용하여 경제적 부담없이 벼농사와 밭농사에 스마트 농업기술을 적용할 수 있다. 벼농사와 밭농사까지 스마트 농업기술이 적용되면 비로소 완전한 농업·농촌·환경시스템이 완성되어 농업의 공익적 기능 강화 정책이 효율적으로 추진될 것이다. 즉 국민에게 좋은 환경과 안전한 먹거리를 제공하는 농업, 농민에게 소득을 제공하는 농업으로 발전이 가능한 것이다.
머지않은 미래를 그려본다. 농촌 정보화기반이 도시 수준으로 구축되자 숙박과 체험, 음식을 연계한 관광앱(App)과 증강현실기술 등 새로운 농촌관광기술이 등장하여 농촌관광객이 증가하고 도시주변과 산간지에는 귀농자도 늘어나 농촌이 활성화되었다. 센서네트워크를 이용하여 마을주민들이 주민복지, 환경감시와 관리 등의 업무를 직접 담당하면서 농촌에 일자리가 늘어나고 환경이 개선되어 논밭에 메뚜기가 날아다니고 녹조현상과 하수악취는 옛날이야기가 되었다.
농업인은 숫자는 크게 줄었으나 전문적인 교육을 받고 자격을 취득한 대학생들로 바뀌었고 스마트온실에서 생산된 신선채소와 청결한 환경에서 사육된 일부 축산물은 자급하고도 남아 모든 품목을 자급하지는 못하지만 수출농업이 성장하고, 4차산업혁명에 의해 유통비용이 낮아져 국내에서 생산되지 않는 다양한 농산물이 저비용으로 수입되어 국민 식생활이 풍성하고 건강해졌다.
해썹(HACCP)에 의한 농산물 재배로 국민들은 국산 농산물을 신뢰하고 농산물 작황의 예측이 정확해지면서 농산물의 수요불균형에 의한 가격의 폭등이나 폭락이 없어졌다. 농장정보화시스템과 스마트농기자재도 정보화마인드를 가진 국민에 의해 지속적으로 개선되어 세계적인 명품으로 수출효자 품목이 되었다.
농업의 4차산업혁명은 농업선진국의 기술을 모방하는 것이 아니라 우리 실정에 적합한 미래 기술을 상상하고 도전하면서 우리 농업시스템을 초융합사회에 적합하게 혁신하는 일이다. 농업생산액 증가에 급급할 것이 아니라 농촌문제와 함께 해결한다면 우리 농업은 국민소득 3만불을 넘어 지속적으로 발전할 수 있다. 이런 사회가 다가오고 있다. 이런 꿈을 꾸면서 도전하고 기술을 혁신해야 한다.
 
-끝-
 
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