국내 스마트팜의 84%는 1세대 수준에 머물러 있지만 해외에서는 수년 전부터 하드웨어에 소프트웨어를 결합해 다양한 서비스를 제공하며 세대교체를 이루고 있다.

시설원예 스마트팜은 비닐하우스, 유리온실 등에 사물인터넷, 빅데이터, 인공지능, 로봇 등 4차 산업혁명 기술을 접목해 작물의 생육환경을 원격ㆍ자동으로 적정하게 유지ㆍ관리할 수 있는 농장이다.

이와 관련 최근 업체마다 다른 스마트팜 장비와 재배, 운영 기술을 하나로 통합해 보급할 수 있는 차세대 온실 종합관리 플랫폼 ‘아라온실(Ara Greenhouse)’이 개발됐다.

또한 이상기상 상황에서 과일나무의 꽃피는 시기를 분석하는 기술인 ‘과수생육품질관리시스템(fruit.nihhs.go.kr)’도 개발됐다. 급변하는 지능형 농장의 시설원예 온실관리 기술 도입, 봄철 개화기 과수의 저온 피해를 관리할 수 있는 신기술을 짚어본다.
/편집자주  

# 딸기를 재배하는 A씨는 수년 전 조성한 자신의 지능형 농장(스마트팜)에 새로운 정보통신기술(ICT) 장비를 연결하려다 비용에 놀랐다. 기존 회사 제품과 데이터(자료) 공유 방식, 규격이 달라 추가 비용 500만 원이 발생했기 때문이다. B기업은 인공지능 기반 환경 분석ㆍ관리 프로그램을 개발, 보급하려다 벽에 부딪혔다. 최신 기술을 원하는 농가는 많지만 기존 제어기와 연동이 쉽지 않았기 때문이다.

그 동안 시설원예 스마트팜은 개별 컨트롤러, 개별 전용 프로그램 사용으로 인해 호환성이 낮아 통합관리와 유지보수에 어려움을 겪어왔다.

이와 관련 최근 농진청은 업체마다 다른 스마트팜 장비와 재배, 운영 기술을 하나로 통합해 보급할 수 있는 차세대 온실 종합관리 플랫폼 ‘아라온실(Ara Greenhouse)’을 개발했다.

현재 우리나라 스마트팜은 개별 제어기와 개별 프로그램을 사용해 호환성이 낮다. 이런 이유로 통합 관리와 유지보수가 힘들고 새로운 프로그램 보급이 쉽지 않은 상황이다.

연구진은 장비 간 호환성 문제를 해결하기 위해 기존 유선 방식의 데이터 통신을 유무선 방식으로 확장하고, 표준 데이터 코드와 사물인터넷 표준 통신 규칙을 활용해 ‘스마트팜 장비 통합관리 기술 지침’을 만들었다. 또한 빅데이터, 인공지능 등 다양한 기술을 접목한 응용 서비스를 하나의 앱(App)으로 구현할 수 있도록 앱 실행 프로그램과 이를 설치, 갱신할 수 있는 ‘농업용 앱스토어’를 개발했다. 

이번 기술은 개별 장비를 별도 설치해야 했던 지금까지의 스마트팜 구축 방식을, 통합 플랫폼을 통한 일괄 설치로 개선한 점이 특징이다. 

현재는 장비 간 별도의 호환 조치가 필요하지만, 이 기술을 이용하면 동일 운영체제에서 자동으로 장비의 호환이 가능해 여기에 드는 비용을 약 40% 절감할 수 있다. 또한 사후관리도 기기별로 제조사에 개별 요청하지 않고, 통합 플랫폼에서 갱신 파일을 내려 받아 해결하는 방식으로 대체할 수 있다.

농가는 스마트폰에서 앱을 내려받듯 농업용 앱스토어에서 필요한 지능형 관리 프로그램을 찾아 설치 후 사용함으로써 정밀 생육 관리로 생산성과 소득을 높일 수 있다. 기업 역시 앱스토어를 통해 농가에 새로운 응용 서비스를 제공함으로써 지속적인 수익 창출이 가능해진다. 프로그램 품질 향상 등 유지관리 비용 또한 절감할 수 있다.

농진청은 개발자 공동체(cafe.naver.com/aragp)를 운영, 관련 기업들이 플랫폼을 활용해 상용 제품을 연구할 수 있도록 소스코드(컴퓨터프로그램을 기록하고 있는 텍스트 파일)와 개발 문서를 소프트웨어 프로그램을 개발하는 과정에 필요한 소스 코드나 설계도를 누구나 접근해서 열람할 수 있도록 공개하는 오픈소스로 제공하며 기술지원에 나서고 있다. 

현재 기업 10곳이 상용화 제품 개발을 추진 중이다. 이들이 개발한 기술은 신기술시범 지원사업으로 농가에 보급할 계획이다.
 

▲이상기상에는 과수생육품질관리시스템 활용

‘과수생육품질관리시스템(fruit.nihhs.go.kr)’은 이상기상 상황에서 과일나무의 꽃 피는 시기를 분석하는 기술이 개발됐다.

이 시스템을 이용한 분석 결과 전북특별자치도 전주에서 복숭아꽃이 활짝 피는 시기는 4월 5~7일로 평년보다 최대 10일 이상 빨라질 것으로 예측됐다. 전북특별자치도 장수의 사과꽃 피는 시기는 4월 10~13일로 평년보다 최대 11일 빠른 것으로 나타났다.

올해 봄이 찾아오면서 과일나무의 꽃 피는 시기가 평년보다 최대 10일 이상 빨라질 것으로 분석됐다. 

농진청이 배, 복숭아, 사과의 꽃 피는 시기를 자체 개발한 생물계절 예측 모델을 통해 분석한 것이다. 생물계절 예측프로그램은 내재 휴면타파(잠 깨는) 예상 시점 이후 시간별 기온 값의 발육속도 환산값을 이용해 시기를 예측하게 된다.

과수생육품질관리시스템 분석 결과 올해 배꽃(‘신고’ 기준)이 활짝 피는 시기는 △울산광역시 4월 2일 △전남 나주 4월 6일 △충남 천안 4월 11일경으로 평년보다 최대 9일 빠르게 나타났다.

복숭아꽃(‘유명’ 기준)이 활짝 피는 시기는 △경북 청도 4월 2~4일 △경기도 이천 4월 15~17일 △강원특별자치도 춘천 4월 19~21일경으로 평년보다 최대 12일 빠르게 나타났다.

또한 사과꽃(‘후지’ 기준)이 활짝 피는 시기는 △경남 거창 4월 9~12일 △경북 군위ㆍ전북특별자치도 장수 4월 10~13일 △경북 영주ㆍ충북 충주 4월 12~16일 △경북 청송 4월 16~18일로 평년보다 최대 11일 빠를 것으로 예측됐다.

3월 기온이 높아 과일나무 꽃피는 시기가 빨라지면 4월 초 저온에 쉽게 노출돼 피해를 보기 쉽다. 

국립원예특작과학원은 사과, 배, 복숭아, 포도, 감귤 등 주요 과수의 지역별 생육 정보와 품질 정보, 이상기상 정보, 재해예방 관리 기술, 병해충 발생 정보를 한 곳에서 제공하는 ‘과수생육품질관리시스템(fruit.nihhs.go.kr)’을 운영하고 있다. 

농가에서는 시스템 ‘이상기상범위’ 메뉴에서 앞으로 9일(예측), 과거 1주일 동안의 이상저온 발생 정보를 확인한 뒤, 이상기온 경고가 연속 2일 발생하면 더 철저한 대비에 나서야 한다. 

과수원 꽃눈 상태를 자주 확인해 인공수분과 함께 화상병 약제 방제, 냉해 예방 영양제 살포를 제때 한다. 또한, 저온 피해가 우려되는 지역에서는 미세살수(물 뿌림) 장치, 방상팬(서리방지 팬) 등 예방시설도 미리 점검한다.

농촌진흥청 국립원예특작과학원 김명수 원장은 “최근 과수 피해 유형을 보면 봄철 개화기 저온 피해는 규모도 크고 자주 발생하고 있다”며 “농가에서는 이상저온 정보에 귀 기울여 꽃눈 피해가 없도록 철저히 대비해야 한다”고 말했다.

/이신우기자 lsw@