ⓒ www.jadam.kr 2014-02-19

일본 농림수산성에 의하면 약 50%의 영농자가 지금까지의 농업경영에 정보통신기술(IT)을 이용하였으며, 향후에도 이용할 것이라고 응답하고 있다. 하지만 대부분이 비교적 간단한 이용을 하고 있으며 농업생산의 비약적인 향상을 기대할만한 IT의 이용은 거의 없었다.

농산물의 생산량과 품질은 기온, 일사량, 토양수분, 시비량의 영향을 많이 받는다. 적절한 생산관리를 통해 수익을 향상시킬 수 있으며, 이를 환경데이터와 실제로 수확한 수량데이터를 합쳐 최적화된 시비량이나 작업시기를 결정할 필요가 있다. 여기에서 환경데이터를 센싱할 수 있는 디바이스나 카메라 등의 관측기기를 설치하고, 각 지점의 환경데이터나 생육현황을 실시간으로 입수할 수 있는 시스템의 개발, 도입을 진행하고 있다. 또한 입수한 데이터의 축척, 분석, 활용의 면에서도 클라우드 서비스를 중심으로 한 전략이 진행되고 있다. 이러한 농업의 IT도입을 활발하게 진행하기 위해서는 지역의 대학, 지자체와 연계정부기관과 협력하여 IT도입을 지원할 수 있는 인재를 확보하고 현장에서 IT이용의 실증, 지식이나 성과의 공유촉진을 방책으로 하여 영농자의 IT 지식의 향상을 포함할 필요가 있다.

농업에서 기술혁신이 기대되는 영역은 1) 품종개량이나 유전자 재편성 기술 등 농산물 그 자체에 대한 영역 2) 재배기술이나 토양과 같은 생산환경의 집중 영역 3) 운송이나 보존과 같은 유통, 판매에 관한 영역으로 나뉠 수 있다. 여기에서 이 전체 영역에 대해 효과적인 기반기술로 정보통신기술(IT)의 기대가 높아지고 있다. 지금까지는 그 중에서도 특히 최근 빠른 IT를 전개하고 있는 2번째 ‘재배기술 및 생산환경에 관한 영역’에 집중되어 있어 있으며 이에 관한 IT화의 동향과 사례를 중심으로 개설하고자 한다.

또한 농산물의 생산성 향상을 목적으로 세계 각국에서 행해지고 있는 기상조건, 지리적조건, 식문화 등과 같은 각국이 가지고 있는 배경이 모두 다르다. 여기에서 본 보고서는 일본의 독자적인 조건에 맞는 IT이용 가능성을 논하고자 한다.

우선 다음 장에서는 현재의 영농자의 IT이용의 실태를 조사한다. 이어서 2장에는 센서나 카메라 등 IT기기가 논밭과 채소밭에 도입되는 네트워크를 묶는 것에 대해 각 지점의 환경데이터가 실시간으로 자동적으로 간단하게 수집하게 되기 위한 것을 소개하겠다. 제4장에서는 수집된 환경데이터의 축적이나 분석에 클라우드 서비스의 이용을 통해 보다 높은 편리성을 제공하고자 한다. 그리고 5장에서는 이 IT 이용을 촉진하기 위한 과제나 향후의 전략을 다루고자 한다.

1. 농업생산 분야에서 IT의 이용 현황

2012년 7월 일본 농림수산성에서 수행한 설문조사 에 의하면 응답자 1,061명의 영농자 중에 50.4%가 지금까지 경영에서 IT를 이용하였으며며, 이후에도 이용하고 싶다고 응답하였다. 또한 지금까지 이용하지 않았지만, 앞으로 이용하고 싶다는 영농자도 21.7% 존재하였다. 다만, IT를 이용하고 있다고 대답한 영농자에 대해 이용내용에 관한 질문에서는 그 대부분이 인터넷에 의한 정보수집이나 경리사무 등의 데이터 축척, 농작물이력 및 출하 이력의 기록과 같은 비교적 간단한 이용을 하고 있으며, 농업기술의 데이터베이스화(지식의 축척 및 활용)나 센서 등의 활용한 환경 측정과 같은 농업생산성의 향상에 관련된 기대하고 있는 IT의 이용은 거의 없었다. ([그림 1])

또한 ‘지금까지 이용하고 있지 않지만, 이후 이용하고 싶다’고 응답한 21.7%의 영농자에 대해서도 왜 이용하지 않았는지를 묻는 질문에 IT에 관한 지식이 적다가 압도적 우위를 차지했다. 이처럼 IT지식 부족 중 배경의 하나는 영농자의 고령화이다. 일본 농림수산성의 ‘농립업 센서스’ 조사에 의하면 2010년도 기간적농업종사자의 평균연령은 66.1세로 나타났다.

2. IT기기의 도입과 네트워크화에 의한 환경데이터의 수집

농산물의 생산량이나 품질은 기온, 일사량, 토양수분, 토양온도와 같은 환경조건과 시비량이나 작업기간과 같은 영향을 크게 받는다. 적절한 생산관리에 의한 수익의 향상을 위해서는 이러한 환경조건의 실제 수 확가능한 수확데이터와 합쳐 장소에 따른 최적화된 시비량이나 작업시기를 결정할 필요가 있다.

수량에 관한 데이터에는 최근에는 매우 정확한 도출이 가능하게 되었다. 농산물의 사이즈나 품종 등에 대응하는 세세한 데이터를 보유하고있는 사례도 있다. 한편 환경데이터에 관해서는 현재 많은 영농자가 부지런히 논과 밭을 보고 있으며, 작물의 모양을 관찰하고 있는 상태에 있다. 실제로 논과 밭에서 복수의 장소에 분산하고 있는 것이 많고, 수고와 시간이 필요한 작업이다. 또한 과수원과 같은 급한 경사지도 많다. 당도가 높은 고품질의 과실을 생산하기 위해서는 토양수분과 나무의 식체수분을 적절하게 조절할 필요가 있어 이를 위해 하루에 몇 번씩 경사지를 오르락내리락하여 잎의 모양을 보고 있다. 즉, 환경데이터에 관해서는 먼저 아날로그적인 데이터 수집이 실행되고 있는 것이 상황이다.

그리고 그렇게까지 수고를 들여도 토양수분이나 토양온도과 같은 환경조건까지 정확하게 아는 것은 어려운 일이다. 여기에서 IT를 도입하는 것에 의해 온도나 수분과 같은 논과 밭 및 재배 관리에 걸친 여러 가지 지표가 데이터베이스화되는 것에 의해 생육조건의 최적화를 하는 것이 활발화되고 있다.

논과 밭에서 지금까지 환경데이터가 센싱할 수 있는 디바이스, 카메라, 통신장비 등의 관측기기의 설치나 네트워크와 연결하는 것에 의해 각 지점의 환경데이터나 생육 현황을 실시간으로 입수하여 적절한 피드백을 주는 것은 안정적인 수량과 품질을 실현하는데 도움을 준다.

또한 지리정보시스템(GIS)을 활용하는 것도 진행되고 있다. GIS의 활용사례로 보면 지도와 논과 밭의 환경 데이터, 위성측위의 조합하여 많은 정보를 분석하고, 지도와 같은 형태로 시각적으로 표시할 수 있는 시스템이다. 예를 들어 식물의 잎에서 붉은 영역의 파장의 빛을 흡수해서 근적외선 영역의 파장의 광을 반사하는 특성을 활용하여 인공위성 등에서 농지의 가시광과 근적외광의 분광 디지털화상을 촬영, 해석하여 작물의 생육진단, 재배관리와 같은 이용 기술을 실용화하고 있다.

(주)히타치솔루션에서 개발한 시스템의 사례를 보면 수확 직전의 밀밭의 위성화상을 해석하는 것으로 지구 전체의 밀 생육상태의 상대적 차이를 파악할 수 있다. 밀의 생육이 진행되면 수분이 줄어들고 그 생태적인 차이를 기초로 하여 수확순서를 결정하여 생육의 진행된 정도에서 수확이 가능하게 된다.

이상과 같이 데이터 수집의 자동화, 용이화를 진행하고 있지만 이후 문제가 되는 것은 데이터의 호환성이다. 현재 IT기업에서 제공하고 있는 각각의 어플리케이션의 차이가 보존형태로 데이터베이스를 축적하고 있다. 만약 한 영농자가 범주를 넘어 지역 전체의 생산성 향상을 알려고 하면 데이터의 보존형식의 차이가 큰 장애가 된다. 그래서 각각의 데이터를 통합하고 데이터 상호 간의 관계성을 짓는 처리의 하나로 빅데이터로 축척, 해석하는 것이 이후 시행될 필요가 있다.

3. 클라우드서비스에 의해 수집한 환경 데이터의 축척, 분석 및 이용

IT의 적용은 수집된 데이터의 축척, 분석에 의한 노하우나 지식의 활용 면에서도 이미 민간 레벨로 진행되고 있다. 수집된 데이터를 기초로한 관개작업의 자동화, 병해충 발생의 자동 검출, 더욱이 소비자 재고 정보나 품종정보의 제공이 활발하게 이루어지고 있다. 거기다 이 처리를 클라우드에서 하는 것에 의해 하나하나의 영농자에게는 설비화가 불가능했던 컴퓨터, 스토리지, 어플리케이션과 같은 컴퓨터 리소스의 활용이 가능하게 된다.

[그림 2]에서처럼 지금까지 IT에 관련된 지식 부족으로 IT의 활용까지 이르지 못한 영농자가 많았다. 하지만 클라우드 서비스에 의해 소유 공유로의 발상 전환에 의해 필요한 때 필요한 컴퓨터 리소스를 저렴하게 활용할 수 있게 되면 더욱 서비스의 제공을 얻는 것으로 IT활용에 대한 장벽이 낮아질 것이다. 이를 계획하는 것은 IT기업의 역할로, 여러 가지 솔루션이 제안되고 있다. 지금까지 제2차 산업이나 제3차 산업을 대상으로 활용된 IT노하우를 농업생산이나 농업경영에 활용하는 어프로치이다. 서비스 가격은 영농자의 경영규모에 따르고, 한 농가당 소인수의 농업생산법인으로 지급 가능한 금액이 될 것이다.

이러한 사례로 후지츠(주)는 신뢰성이 높은 클라우드 서비스의 개발을 목적으로 하여 IT에서 농업생산, 농업경영을 효율적으로 하는 식, 농 클라우드의 검증, 실현의 장으로서 누마즈 공장의 부지 내에 노지재배나 시설제배를 할 수 있는 ‘Akisai 농장’을 개설하였다. 여기에서는 데이터의 취득, 농업에 관한 각종 IT의 검증, 클라우드를 경유한 원격조작의 검증을 시행하고 있다. 규모는 하우스 2동(352 m²)과 노지(약 1,000 m²)로, 잎채소, 양배추, 무와 같은 작물이나 뿌리채소를 재배하고 있다.

농업에의 클라우드 서비스의 도입은 이후의 문제로 클라우드 서비스의 적용지의 확대를 들 수 있다. 관리도가 높은 식물공장이나 하우스 재배는 비교적 용이하게 시스템 도입을 할 수 있지만, 전국에 점재하고 있는 논과 밭에까지 적용하기 위해서는 노력이 필요하다. 적용지의 확대에서는 시설재배와 이상재배환경에서 조우하지 못했던 여러 가지 자연현상의 고려가 필요하며, 관리도의 다양화, 고도화를 향한 연구가 더욱 많이 검증될 필요가 있다.

4. 농업에서 IT이용을 촉진하기 위한 과제와 계획

이상 센서나 카메라와 같은 보다 생산환경 데이터 수집의 자동화를 진행하게 위해 더욱이 클라우드에 수집된 데이터의 축적, 분석, 활용이 용이하게 될 것을 구술하였다. 지금 IT는 농업 현장에 깊이 침투했다. 이후에는 농업을 포함한 IT화의 움직임을 더욱 활발히 하여 농산물의 질의 향상 및 생산성의 향상을 기대된다.

하지만 [그림 2]에서 보는 것처럼 이를 방해하는 요인으로서 영농자의 IT지식의 부족이 지적되고 있다. [그림 4]에서도 IT 이용을 촉진하기 위해 IT를 서포트할 인재의 충실이 우선순위로 지적되고 있어 이에 대한 뒷받침이 이뤄져야 한다. 여기에서 이 문제의 해결을 목적으로 지역에서 IT지식의 향상을 위한 계획을 제안한다.

IT이용을 촉진하기 위해 계획을 보면 [그림 4]의 2에서 둘러싼 문제, 즉 간단한 IT기기나 방법의 개발, 저렴한 서비스의 제공, IT활용사례의 소개 등의 과제는 민간기업의 노력으로 조금씩 해결될 수 있다. 특히 클라우드 등을 활용하여 서비스를 제공하는 IT기업을 활용하여, IT를 보다 가깝게 사용하기 쉽게 되는 영농자의 IT에 대한 저항감도 해소될 수 있을 것이다.

하지만 전체적으로 보면 아직 IT이용은 일부의 사용자에게만 해당되는 현황이다. 여기에서 지역 대학이나 지자체, 정부기관과 협력한 교육이나 실습의 기회를 제공할 것으로 기대하고 있다. 즉, [그림 4]의 1에서 포함하고 있는 과제이다. IT 서포터 인재의 충전이나 현지에서 IT이용의 실증, 지식이나 성과를 공유하는 스터디회 등을 기획, 추진하는 것을 포함한다.

예를 들어 일본 경제산업성 홋카이도 경제산업국은 IT 도입에 의해 농작물의 효율화를 촉진할 목적으로 ‘IT농업추진세미나 & 실현, 전시회’를 가장 큰 농산지인 도카치 지역에서 개최하였다. 이 세미나에서는 영농자나 농업단체의 회원을 대상으로 대학교수가 실제로 IT를 도입하여 경영개혁을 하고 있는 영농자의 강연이나 IT기업의 실현 등을 시행하고 있다. 이처럼 조금씩 IT이용에 대한 장벽이 조금씩 해소될 전망이다. 이러한 활동을 전국적으로 확대하는 것에 의해 영농자에 대한 IT지식이 향상하고 보다 유연한 IT의 도입이 이루어질 것으로 기대된다.

5. 마치며

본고는 일본에서 최근 도입되고 있는 IT의 농업생산에 대한 가능성에 대해 논하였다. 여기에서 그 가능성을 실제 농업생산활동의 크게 구체적 성과로 연결하기 위해서는 지역의 대학이나 지자체 등과 협력하여 IT도입의 장벽이 되는 영농자의 IT지식의 향상이 필요하다.

마지막으로 본고에서 다루지 못한 ‘품종갸랑 및 유전자변환 기술 등의 농산물 그 자체의 대상으로 한 영역’에 대한 IT화의 효과와 가능성에 대해 이야기하고자 한다. 현재 여러 가지 시퀀서가 등장하여 게놈 정보가 이전에 비해 염가에 입수하는 것이 가능하게 되었다. 획기적인 특질을 가지고 있는 신품종의 개발은 농업의 생산성과 질의 향상에 큰 임팩트를 가져올 가능성이 있다. 다만, 대량의 게놈정보를 육종에 효과적으로 활용하기 위해서는 시험 농장의 환경 데이터를 가능한 한 고밀도로 보충하여, 장기간의 관측을 계속할 필요가 있다. 이는 생산현장에서 IT화가 발전하는 것으로 품종개량 등의 연구의 가속화 가능성을 시사한다.

키워드 : 일본, 농업, IT화

출처: KISTI 미리안 글로벌동향브리핑

원문: http://www.nistep.go.jp/wp/wp-content/uploads/NISTEP-STT142-13.pdf

제공:kisti, 다른기사보기기사등록일시 : 2014.02.19 16:09

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