2021.06.15

“정밀성으로 지속가능성 높인다” 드론과 센서가 만드는 스마트 팜의 미래

Daniel Fejzo | COMPUTERWOCHE
존 디어는 대형 농기계 제조업체일 뿐만 아니라 스마트 팜 분야의 개척자 중 하나이다. 드론과 데이터, 센서가 미래의 농업을 어떻게 바꿀 것인지 알아보자.

농업은 기후 변화의 원인 중 하나이면서, 동시에 기후 변화의 영향으로 수많은 어려움을 겪고 있다. 전 세계의 농부가 꾸준히 증가하는 인구를 위한 식량 공급을 보장하는 데 전혀 도움이 되지 않는다. 그렇다면 의문이 생기지 않을 수 없다. 앞으로 지속 가능성과 생산성 간의 균형은 어떻게 달성해야 하는가?
 
ⓒ John Deere

정치적으로 유럽연합은 그린 딜(Green Deal) 정책으로 기후 중립적인 경제로 향하는 계획을 세웠다. 유럽의 농부에게 이는 기존 생산 과정, 예를 들어 액상 비료나 화학적 농작물 보호를 적용하는 데 법적 제약이 생긴다는 의미이다. 유럽연합의 자급자족 역량을 해치지 않으면서 농업 분야에 대한 확신을 강화하기 위해서는 지속 가능한 대안을 찾아야만 한다.

농기계 제조회사 존 디어(John Deere)는 자사의 기술 역량을 기반으로 세 가지 실용적인 접근법을 사용한다. 이들 방안은 이 까다로운 과제를 해결하는 데 기여할 것으로 기대되는데, 일부는 이미 현장에서 효과를 내고 있다. 농업에 클라우드와 드론, 센서를 사용하는 것은 미래의 일이 아니라 이미 농업의 다양한 요소요소에 통합되고 있다.

무기질 비료는 미래에도 경작 농업에 계속 사용될 것이다. 따라서 액상 비료를 이용한 유기 비료를 가능한 한 효율적으로 만드는 것이 가장 중요하다. 이런 방식으로 과도한 비료 사용을 방지하고 화학 비료는 절대적으로 필요한 곳에만 사용할 수 있다. 여기에 사용되는 용어가 바로 정밀 농업(Precision Agriculture)으로, 데이터 분석과 특수 개발한 센서의 조합을 이용한다.

예를 들어, 존 디어는 애그리콘(Agricon)과 함께 농지의 각 영역에서 개별 토양 조건을 고려한 비옥화 계획 개발 프로세스를 만들었다. 우선, 1헥타르마다 채취한 토양 샘플을 연구소에서 분석해 영양 분포를 판단한다. 분석 결과에 따라 인, 칼륨, 마그네슘 같은 기본 영양소에 대한 디지털 영양 분포 지도가 만들어진다. 이 지도는 작물에서 측정한 질소 함유량과 함께 각 영역에 필요한 비료를 정확하게 결정하는 데 사용된다.

하지만 농부는 경작지뿐만 아니라 비료 자체에도 관심이 많다. 엄격한 규제 때문에 어떤 재료의 비료를 얼마나 뿌려야 하는지에 관한 정보를 제공하는 비료 요구사항 계획이 필요하다. 노동 집약적인 교반 및 샘플 테스트 작업을 줄이기 위해 존 디어는 하베스트 랩 3000(Harvest Lab 3000)이란 장비를 공급하는데, 근적외선 센서로 비료의 가장 중요한 요소를 거의 실시간으로 판별해 개방형 데이터 플랫폼으로 직접 전송해 문서화한다.

화학 살충제와 제초제는 좋은 평판을 얻지 못하고 있다. 자연스러운 과정의 균형을 깨고 장기적으로 생태계를 교란시키는 주범으로 의심되고 한다. 하지만 농부에게는 여전히 경작지를 유지하는 데 필수불가결한 요소이다. 예를 들어, 잡초 제거를 위한 기계 장비가 있지만, 금방 한계를 드러낸다. 결국은 자금을 사용하는 데 있어서 정확성과 경제성이 다시 한번 중요해진다. 특히 한 경작지를 두 번 작업하는 일이 없어야 하고, 강 같은 보호 영역은 최단거리에서 관찰해야 한다.

이런 문제를 화학 약품을 살포하기 전에 위성사진이나 드론의 이미지를 기반으로 살포 지도를 만들어서 해결할 수 있다. 항공 사진으로 작물의 생장과 밀집도, 병충해의 차이를 분명하게 볼 수 있고, 농약을 살포한 구체적인 영역을 정확하게 계획할 수 있다. 대규모의 통일된 작업을 줄여 환경 보호에도 도움이 된다. 

농약 살포 과정 자체도 정확한 위치에 정확한 양을 살포하는 데 필수적이다. 존 디어는 이런 용도로 사용할 노즐을 공급하는데, GPS를 이용해 운행 중에 자동으로 노즐을 닫을 수 있으며, 살포량과 농약 방울의 크기도 다양하게 조절할 수 있다. 일부 장비는 일명 ‘보고 뿌리는 프로세스’를 사용하는데, 카메라가 경작지의 색상 차이를 탐지하고 잡초를 식별하는 데 AI를 사용해 자동으로 제초제를 살포한다. 

계획과 실행, 문서화 단계의 디지털화는 사실 농부에게는 전혀 새로운 일이 아니다. 법적 사회적 압력이 강해지는 한편에서 기후 변화의 영향이 확연해지고 있어 농업 분야에서는 경제성과 환경에 대한 관심이 모두 커지고 있다. 이에 스마트 팜을 위해 기존 기술을 확대하고 새로운 솔루션을 개발하는 작업은 점점 더 증가할 것이다. editor@itworld.co.kr


2021.06.15

“정밀성으로 지속가능성 높인다” 드론과 센서가 만드는 스마트 팜의 미래

Daniel Fejzo | COMPUTERWOCHE
존 디어는 대형 농기계 제조업체일 뿐만 아니라 스마트 팜 분야의 개척자 중 하나이다. 드론과 데이터, 센서가 미래의 농업을 어떻게 바꿀 것인지 알아보자.

농업은 기후 변화의 원인 중 하나이면서, 동시에 기후 변화의 영향으로 수많은 어려움을 겪고 있다. 전 세계의 농부가 꾸준히 증가하는 인구를 위한 식량 공급을 보장하는 데 전혀 도움이 되지 않는다. 그렇다면 의문이 생기지 않을 수 없다. 앞으로 지속 가능성과 생산성 간의 균형은 어떻게 달성해야 하는가?
 
ⓒ John Deere

정치적으로 유럽연합은 그린 딜(Green Deal) 정책으로 기후 중립적인 경제로 향하는 계획을 세웠다. 유럽의 농부에게 이는 기존 생산 과정, 예를 들어 액상 비료나 화학적 농작물 보호를 적용하는 데 법적 제약이 생긴다는 의미이다. 유럽연합의 자급자족 역량을 해치지 않으면서 농업 분야에 대한 확신을 강화하기 위해서는 지속 가능한 대안을 찾아야만 한다.

농기계 제조회사 존 디어(John Deere)는 자사의 기술 역량을 기반으로 세 가지 실용적인 접근법을 사용한다. 이들 방안은 이 까다로운 과제를 해결하는 데 기여할 것으로 기대되는데, 일부는 이미 현장에서 효과를 내고 있다. 농업에 클라우드와 드론, 센서를 사용하는 것은 미래의 일이 아니라 이미 농업의 다양한 요소요소에 통합되고 있다.

무기질 비료는 미래에도 경작 농업에 계속 사용될 것이다. 따라서 액상 비료를 이용한 유기 비료를 가능한 한 효율적으로 만드는 것이 가장 중요하다. 이런 방식으로 과도한 비료 사용을 방지하고 화학 비료는 절대적으로 필요한 곳에만 사용할 수 있다. 여기에 사용되는 용어가 바로 정밀 농업(Precision Agriculture)으로, 데이터 분석과 특수 개발한 센서의 조합을 이용한다.

예를 들어, 존 디어는 애그리콘(Agricon)과 함께 농지의 각 영역에서 개별 토양 조건을 고려한 비옥화 계획 개발 프로세스를 만들었다. 우선, 1헥타르마다 채취한 토양 샘플을 연구소에서 분석해 영양 분포를 판단한다. 분석 결과에 따라 인, 칼륨, 마그네슘 같은 기본 영양소에 대한 디지털 영양 분포 지도가 만들어진다. 이 지도는 작물에서 측정한 질소 함유량과 함께 각 영역에 필요한 비료를 정확하게 결정하는 데 사용된다.

하지만 농부는 경작지뿐만 아니라 비료 자체에도 관심이 많다. 엄격한 규제 때문에 어떤 재료의 비료를 얼마나 뿌려야 하는지에 관한 정보를 제공하는 비료 요구사항 계획이 필요하다. 노동 집약적인 교반 및 샘플 테스트 작업을 줄이기 위해 존 디어는 하베스트 랩 3000(Harvest Lab 3000)이란 장비를 공급하는데, 근적외선 센서로 비료의 가장 중요한 요소를 거의 실시간으로 판별해 개방형 데이터 플랫폼으로 직접 전송해 문서화한다.

화학 살충제와 제초제는 좋은 평판을 얻지 못하고 있다. 자연스러운 과정의 균형을 깨고 장기적으로 생태계를 교란시키는 주범으로 의심되고 한다. 하지만 농부에게는 여전히 경작지를 유지하는 데 필수불가결한 요소이다. 예를 들어, 잡초 제거를 위한 기계 장비가 있지만, 금방 한계를 드러낸다. 결국은 자금을 사용하는 데 있어서 정확성과 경제성이 다시 한번 중요해진다. 특히 한 경작지를 두 번 작업하는 일이 없어야 하고, 강 같은 보호 영역은 최단거리에서 관찰해야 한다.

이런 문제를 화학 약품을 살포하기 전에 위성사진이나 드론의 이미지를 기반으로 살포 지도를 만들어서 해결할 수 있다. 항공 사진으로 작물의 생장과 밀집도, 병충해의 차이를 분명하게 볼 수 있고, 농약을 살포한 구체적인 영역을 정확하게 계획할 수 있다. 대규모의 통일된 작업을 줄여 환경 보호에도 도움이 된다. 

농약 살포 과정 자체도 정확한 위치에 정확한 양을 살포하는 데 필수적이다. 존 디어는 이런 용도로 사용할 노즐을 공급하는데, GPS를 이용해 운행 중에 자동으로 노즐을 닫을 수 있으며, 살포량과 농약 방울의 크기도 다양하게 조절할 수 있다. 일부 장비는 일명 ‘보고 뿌리는 프로세스’를 사용하는데, 카메라가 경작지의 색상 차이를 탐지하고 잡초를 식별하는 데 AI를 사용해 자동으로 제초제를 살포한다. 

계획과 실행, 문서화 단계의 디지털화는 사실 농부에게는 전혀 새로운 일이 아니다. 법적 사회적 압력이 강해지는 한편에서 기후 변화의 영향이 확연해지고 있어 농업 분야에서는 경제성과 환경에 대한 관심이 모두 커지고 있다. 이에 스마트 팜을 위해 기존 기술을 확대하고 새로운 솔루션을 개발하는 작업은 점점 더 증가할 것이다. editor@itworld.co.kr


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