"이젠 로봇도 체계적으로" 통합 관리 기술이 '농업로봇' 확산 이끈다

<이승돈 국립농업과학원 원장>
여러분, 반갑습니다. 바쁘신 중에도 오늘 브리핑에 참석해 주셔서 감사드립니다.

오늘 브리핑에서는 스마트팜 무인화를 위한 로봇 기반 통합 관리 프로그램 개발과 농업로봇의 보급, 상용화 추진 상황을 말씀드리고자 합니다.

우리 농업·농촌은 인구 감소, 고령화 등 다양한 사회적 변화에 직면해 있습니다. 농업 생산인력 부족 문제를 해결하려면 이제 농업로봇의 활용은 선택이 아니라 필수입니다.

세계적으로도 로봇을 농업 분야에 도입하고 활용하는 사례가 늘어나는 추세입니다. 로봇 도입이 늘면서 이를 효율적으로 관리하기 위한 통합 관리 기술의 필요성도 높아지고 있습니다.

우리 정부는 지난해 7월 스마트농업 육성 및 지원에 관한 법률을 시행하고 올 1월 스마트농업 육성 기본계획을 발표한 바 있습니다.

지난해 기준 우리나라 시설원예 면적은 약 5만 5,000ha로 이 중 스마트농업 기술이 도입된 온실은 약 16%, 8,800ha 정도입니다. 우리 정부는 2029년 이를 35%까지 확대한다는 계획입니다.

이에 농촌진흥청은 스마트팜에서 활용할 수 있는 병해충 방제 로봇, 운반 로봇, 모니터링 로봇 3종을 개발한 바 있습니다. 그리고 이번에는 이들을 한 번에 제어하고 효율적으로 관리하는 통합 관리 프로그램을 개발하였습니다.

이 프로그램은 농업인이 개인용 컴퓨터, 휴대전화 등으로 여러 대의 로봇을 동시에 관리하고 작업 정보를 확인하는 기술입니다. 기본적으로 로봇 관리, 작물 관리, 디지털 영농 관리 기능이 제공됩니다.

로봇 관리는 로봇의 위치, 작업 속도, 이동 거리 등 현재 로봇의 작업 상태를 알려주는 기능입니다. 또한, 실시간 작업량, 누적 운영 횟수 등 로봇 운영 통계를 제공합니다. 이를 바탕으로 농업인들은 로봇들 간의 작업 순서를 설정해 로봇을 효율적으로 운영할 수 있습니다.

작물 관리는 모니터링 로봇이 촬영한 영상을 기반으로 현재 수확 가능한 열매의 수량, 위치 정보를 제공합니다. 또한, 열매의 익은 정도와 온실 환경 데이터를 분석하여 수확 가능 시기를 예측합니다.

디지털 영농 관리는 각 로봇의 작업 상황과 작물 상태 정보를 실시간으로 수집하고 이를 기반으로 매일 로봇 작업 정보를 제공하는 기능입니다. 농업인은 이 정보를 보고 방제 횟수, 수확 시기 등을 조절할 수 있습니다.

이번에 개발한 통합 관리 프로그램을 방제·운반·모니터링 로봇 3종에 우선 적용하였습니다. 통합 관리 프로그램의 원활한 적용을 위해 농촌진흥청이 개발한 산업표준을 기반으로 공통된 기술을 적용해 개선한 로봇들입니다.

또한, 시스템 고장 가능성 확률을 나타내는 안전무결성 수준 2등급 제어기를 적용하였습니다. 고장이나 오작동 확률을 1% 미만으로 낮춰 농업인들이 불편함 없이 사용할 수 있을 것입니다.

통합 관리 프로그램을 적용한 결과, 방제 로봇은 작업 지시부터 작업 여부 확인까지 완전 무인화가 가능해졌습니다. 이에 따라 작업 시간은 인력보다 40% 절약되었습니다. 특히, 작업자가 없는 조건에서 이루어져야 하는 미립 방제가 가능해져 방제 효과는 15% 이상 높아졌습니다.

운반 로봇은 인공지능, 거리 측정 기술을 적용해 작업자 진행 속도에 맞춰 뒤를 따라다니며 작업자를 도와줍니다. 덕분에 작업자가 대차 등에 수확 상자를 올려 밀고 다니며 수확물을 담고 집하장으로 옮기던 수고로움을 덜 수 있습니다.

또한, 실시간으로 수확물 무게를 측정할 수 있도록 개선해 일일이 무게를 달 필요가 없어졌습니다. 수확과 동시에 무게를 측정하기 때문에 손쉽게 생산량 관리가 가능합니다.

모니터링 로봇은 매일 반복해서 확인해야 하는 열매 상태를 대신 확인합니다. 열매 상태를 판단하는 것은 비숙련자에게는 매우 어려운 일입니다. 그러나 모니터링 로봇이 하면 열매 인식 정확도는 93.8%, 수확 시기 예측 정확도는 97.7%에 달합니다. 수확 가능 여부와 수확 시기 정보는 농업인에게 실시간으로 전달됩니다.

농업인은 이 정보와 시장 가격을 바탕으로 온도, 양액 등 온실 환경을 조절해 가장 유리한 조건에서 생산물을 수확해 판매할 수 있도록 시기를 결정하면 됩니다.

농촌진흥청은 스마트팜 로봇이 농업 현장에 빠르게 보급될 수 있도록 2023년 현장에 시범 적용하였습니다. 토마토 재배 농가 3곳에 로봇 3종을 적용한 결과, 0.5ha 기준으로 연간 비용이 방제 1,200만 원, 운반 800만 원, 모니터링 900만 원 줄어들었습니다.

이들 농가에서 나온 의견을 반영해 로봇을 개선한 후 2024년에는 신기술 보급 사업을 추진하였습니다. 이를 통해 운반 로봇 10대가 농가에 보급되었으며, 올해 방제 로봇 10대와 운반 로봇 13대를 추가 보급할 예정입니다.

기존 산업 로봇 표준들은 규격화되지 않는 운영 환경, 불규칙한 작업 대상 등 비정형적인 농업의 특성이 반영되지 않아 농업로봇에 활용하기 어려웠습니다. 이러한 문제를 해결하고 농업로봇 산업 육성을 지원하기 위해 농업로봇 산업표준도 개발하였습니다. 산업표준이 제정되면 농업 분야에서 로봇 활용을 위한 최소한의 구조와 안전 요구사항이 마련됩니다.

통합 관리 프로그램이 적용된 스마트팜 로봇이 보급되면 로봇과 농업인의 협업은 물론, 로봇과 로봇의 협조 체계가 구축될 것입니다. 이는 스마트팜 3세대 기술의 바탕으로 스마트팜 완전 무인화를 앞당겨 농작업 편의성과 효율성을 높일 것입니다.

아울러, 노동력 부족 문제가 해결돼 농가 경영비 등이 감소하면서 농가 경쟁력이 강화될 것으로 기대됩니다.

이번에 개발한 통합 관리 프로그램은 새로 보급하는 로봇에 모두 적용됩니다. 기존에 보급한 로봇은 프로그램을 업데이트하면 됩니다. 또한, 농촌진흥청이 개발한 산업표준을 적용해 개발한 농업로봇은 종류에 상관없이 통합 관리 프로그램을 적용할 수 있습니다.

앞서 말씀드린 바와 같이 노동력이 부족한 상황에서 안정적으로 국민의 먹거리를 공급하기 위해 농업로봇 기술의 개발과 상용화는 꼭 필요한 과제입니다. 이번에 개발한 통합 관리 프로그램은 로봇과 인간, 로봇과 로봇이 서로 도와 농촌의 노동력 부족 문제를 해결해 나가는 기반이 될 것입니다.

앞으로는 복잡하면서도 지능적인 판단이 필요한 농작업에도 통합 관리 프로그램이 사용될 수 있도록 확대해 나갈 계획입니다.

1농장-1로봇 시대가 시작될 것입니다. 농촌진흥청은 로봇의 통합 관리, 신속한 보급, 산업표준의 개발과 제정으로 농업로봇 보급에 속도를 내겠습니다.

감사합니다.


<사회자>
지금까지 국립농업과학원 이승돈 원장님께서 농업로봇에 대하여 발표해 주셨습니다.

지금부터는 추가 자세한 답변은 농업로봇과의 이충근 과장님과 홍영기 실장님도 같이 답변드리도록 하겠습니다.


[질문·답변]
※마이크 미사용으로 확인되지 않는 내용은 별표(***)로 표기하였으니 양해 바랍니다.

<질문> 안녕하세요? 농업로봇이 민간에서 이번에 산업표준이 개발... 산업표준 개발을 완료하셨는데 이미 민간에서는 기존 로봇들을 쓰고 있다고 알고 있습니다. 그런데 이 기존 민간 로봇하고 호환 가능성도 염두를 하셨는지 그거하고, 하나는 농업로봇 지금 국산화율이 어느 정도 되는지 알고 싶습니다.

<답변> 지금 농업로봇의 국산화를 이야기하기에는 좀 어렵고요. 저희들이 지금 개발돼서 지금 현재 보급되고 있는 상황이라서, 그런데 저희들 보급도 지금 시범사업 수준으로 하고 있습니다. 보급률 통계를 아직은 내기는 어려울 것 같고요.

산업표준 관련돼서는 우리 담당 과장이 한번 설명드리도록 하겠습니다.

<답변> (홍영기 국립농업과학원 농업로봇과 농업연구관) 안녕하십니까? 홍영기입니다. 지금 말씀해 주신 기존에 저희들이 표준에 대해서 대응하고 있는 것들은 지금 개발 초기 단계인 시설용 시설 스마트팜에서 적용되는 로봇에 대한 부분들입니다. 그래서 기존에 개발돼서 보급돼 있는 것들은 거의 없다고 보시면 되고요. 지금 저희 R&D를 기반으로 해서 개발과 표준을 같이해 나가려고 하고 있고요. 그래서 2건에 대해서 제정을 했고 올해 또 3건에 대해서 추가 제정을 하려고 하고 있습니다.

그래서 기존에 나와 있는 로봇과의 연계성에 대해서는 지금 산업체하고 협의체를 구성해서 포함시키는 부분에 대해서 같이 검토는 하고 있는데 그 수가 많지 않다고 말씀드릴 수가 있습니다.

<질문> ***

<답변> (홍영기 국립농업과학원 농업로봇과 농업연구관) 그러니까 시설 스마트팜에 들어가는 로봇에 대한 부분이 많지 않다고 말씀드릴 수 있습니다.

<답변> 오늘 저희들이, 제가 말씀드리는 것은 로봇은 다 시설 스마트팜이고요. 그리고 작년에 저희들 브리핑한 것들 있는데 노지에, 노지 로봇들입니다, 제초 로봇 같은 것들. 그리고 이번에 보면 대동에서도 운반 로봇까지도 나왔잖아요. 그런 것들은 지금 현재 보급되고 있는 단계지, 통계를 잡기는 너무 어렵고요.

또 산업표준은 저희들이 다 해서 다섯 가지를 제정할 목적으로 했는데 그게 작년까지는 2개 정도는 지금 산업표준이 돼 있고 3개는 지금 현재 국립기술표준원이 있죠? 그쪽하고 농진원하고 또 저희들이 중소기업진흥회하고 같이 지금 올 연말을 목표로 해서 세 가지의 산업표준을 만드는 것을 계획하고 지금 진행 중에 있습니다.

<질문> 농업로봇을 민간이 구비하기에는 좀 가격대가 있을 것 같은데 이와 관련해서 민간 지원 방안도 있는지 궁금합니다.

<답변> 말씀하신 것처럼 경제성 쪽인데요. 지금 저희들은 지금 1대당 약 3,000만 원 정도로 지금 예상해서, 그런데 업체에서 1년에 50대를 생산했었을 때 3,000만 원이면 충분히 어느 정도 될 것 같은데 지금 현재 작은 농가나 그런 데 아니라 좀 규모화된 스마트팜의, 지금 그걸 목표로 하고 있기 때문에 아직까지 지금 말씀하신 것처럼 경제성 쪽의 얘기가 나오면 저희들은 항상 어려움이 있고요.

계속 그거는 좀 더 양산이 되면 가능하겠고, 그리고 저희들은 최종적으로는 글로벌로 나가야 된다, 수출이 돼야만이 우리 산업체에서 충분히 생산할 수 있지, 그렇지 않고 국내 시장만 바라봐서는 좀 어려울 것이다, 그렇게 예측하고 있습니다.

그리고 산업표준 때문에, '왜 산업부에서 산업표준을 다 만들고 그러는데 왜 농업 쪽에서 산업표준을 만드느냐?' 그런 얘기를 많이 하는데요. 산업표준은 일반적으로 여러분들이 아시겠... KS마크 있지 않습니까? 그러면 어떤 건전지가 있다 그러면 건전지에 맞는 어떤 표준이 있어야 되거든요. 그런데 그런 것들의 규격화하고 정형화된 것들은 일반 산업 쪽으로 됩니다.

그렇지만 농업 현장은 그런 정형적인 것이 거의 없는 상황이거든요. 그렇기 때문에 농업로봇을 만들었을 때 일반적인 산업표준으로 적용했을 때는 도저히 이게 맞추기가 어렵습니다. 그래서 농업을 위한, 농업로봇을 위한 산업표준을 저희들이 따로 준비되고 있고 올해까지 마무리할 예정입니다.

조금 내용이 어렵죠?

<질문> 농업로봇 이게 온실 같은 데서 사용되는 건데, 그런데 농가들마다 전부 환경이 다 다르잖아요. 그러면 거기에 다 맞게 로봇을 개조하는 건지 아니면 농업로봇을 적용하기 위해서 농가의 환경을 바꿔야 되는 건지.

<답변> 지금 현재 우리나라에서 지금 적용되고 있는 스마트팜이 있지 않습니까? 그게 규격이 돼 있습니다. 그게 표준화가 돼 있거든요. 그러면 그 표준화가 돼 있는 데에 맞춰서 농업로봇을 개발하기 때문에 그거는 큰 문제가 없고, 저희들은 만약 수출한다고 하더라도 저희 한국형 그런 스마트팜이 나가기 때문에 거기에 맞춰서 할 수 있습니다.

제가 잘 모르겠는데 세계적인 표준도 다 있지 않아요? 세계적인 것도.

<답변> (홍영기 국립농업과학원 농업로봇과 농업연구관) 그렇습니다. 지금 두 가지 표준 말씀드릴 수 있는데 국제표준을, 저희가 국제표준을 국가표준, KS 표준으로 부합하는 방향이 하나 있고요. 조금 전에 원장님이 말씀해 주셔서, 지금 산업에서 가지고 있는 표준을 농가 현장에서 적용하기 어려운 부분에 대해서는 저희가 선도적으로 표준을 제안해서 국가표준, 국제표준으로 유도해 나갈 계획입니다.

<질문> 우리나라 산업로봇 밀도가 세계적으로 굉장히 높은 수준에 이르렀다는 그런 보도도 많이 나왔었는데요. 농업로봇은 우리나라가 지금 국제적 위상이 어느 정도 되는지, 수준이 어느 정도 되는지 얘기 좀 해 주십시오.

<답변> 그거는 담당 과장님이 한번 하시죠.

<답변> (홍영기 국립농업과학원 농업로봇과 농업연구관) 담당 과장입니다. 맞습니다. 산업로봇은 1만 명당 1,012대 정도 됩니다. 그래서 전 세계 1등입니다, 로봇 밀도가. 로봇 밀도 1등이고 그렇기 때문에 우리 농업 쪽도 기회가 있다고 생각이 들고요. 그래서 저희들이 차량형 로봇이 있고 시설에서 사용하는 로봇 이런 다양한 형태의 로봇이 있는데 저희들도 밀도를 아직 그렇게 높진 않지만 일단 일본이라든지 EU 그리고 미국 이런 데보다는 조금 낮다고 보시면 되겠습니다. 그래서 아직 국내에는 초기 단계라고 보시면 되겠습니다.

<답변> 그러니까 지금 농업로봇 쪽으로는 오늘 한 것처럼 운반 로봇이나 방제 로봇 이런 것들은 지금 전 세계적으로 많이 돼 있습니다. 그렇지만 오늘 나왔던 모니터링 로봇이나 그리고 한 스마트팜에 로봇이 1대만 들어가는 게 아니잖아요, 상황에 따라서는 10대가 동시에 막 작업을 할 수 있지 않습니까? 그런데 그걸 통합 관리하는 것은 지금 전 세계에 없습니다. 이번에 저희가 처음으로 한번 제안을 해보고 이걸 가지고 진짜 사람이 없이 스마트팜 내에, 3,000평짜리 스마트팜인데 전혀 사람이 없이 완전 무인화를. 그러니까 이게 저희들이 추구하고 있는 제3세대 스마트팜이거든요. 그것을 달성하기 위한 기초연구가 이제 어느 정도 돼 있다, 그렇게 보시면 됩니다.

<질문> 안녕하세요? 여기 보도자료에 보니까 작년에 운반 로봇 10대 보급이 완료됐고 올해는 운반 로봇 13대, 방제 로봇 10대를 보급 예정이라고 하는데 여기 보급된 데가 혹시 어딘지, 어떻게 규모라든가 아니면 농업 범위라든가 이것 좀 설명을 해주시겠습니까?

<답변> 그러니까 작년에 10대 보급된 데 위치를 말씀...

<답변> (홍영기 국립농업과학원 농업로봇과 농업연구관) 지금 저희가 스마트팜, 아까 정책적으로 보급하고 있는 스마트팜 농가, 농가 대상으로 하고 있고요. 지역적인 부분에 대해서는 고령, 의성 이런 부분이 있는데 그건 구체적으로 지금 장소 10곳하고 13곳에 대해선 자료를 추후에 제공해 드리겠습니다만 농가 대상으로 하고 있습니다.

그리고 농가에서 지금 사용을 하면서 저희들이 조금 어려움을 느끼는 것들이 지금 표준모델을 기반으로 해서 스마트팜을 구축하고 이 로봇이 들어가고 있는데 운영하는 농가 입장에서 약간의 변경을, 변화를 주는 부분들이 있습니다. 그래서 그런 부분을 저희가 로봇이 어떻게 받아들여서 그 폭, 그러니까 수용성을 높이는 부분, 그다음에 농업인들이 추가로 의도, 요청을 해 와서 업그레이드시켜 달라는 부분 이런 부분들을 지금 계속해서 의견을 받고 있고 그걸 산업체하고 같이 개선해서 실질적으로, 시범 보급이 아닌 실제 농가에 보급할 때는 개선된 제품들을 제공하려고 노력하고 있습니다.

<질문> 제가 궁금한 거는요. 여기 보급된 데하고 올해 보급 예정인 데가 일반적인 우리가 고령화라든가 여성이 많은 지역이라든가 이런 농가라든가 이렇게 이런 소규모 농가인지, 아니면 시범사업으로 해서, 아니면 큰 규모로 농사를 짓는 사람들한테 보급이 된 건지 그런 것이...

<답변> (홍영기 국립농업과학원 농업로봇과 농업연구관) 저희가 면적에 대한 기준은 0.5ha 정도 이상이면 되는 형태이고요. 그다음에 또 하나 조건이 저희가 스마트팜이라고 하는 1세대 모델이 적용된 농가 이렇게 두 가지 조건을 가지고서 선정을 하고 있습니다. 그렇기 때문에 아까 말씀해 주신 그 농가에 대한 구체적인 정보는 다시 한번 제공해 드리는 형태로,

<질문> 여기서는 스스로 자기 돈을 들여서 구입을 한 겁니까?

<답변> 아닙니다, 이건 보급한 겁니다. 국가에서 보급한 겁니다. 지금 현재 신기술 시범사업이나 그런 것들은 저희들이 국가 예산 50%, 지방비 50% 매칭해서 보급하는 거기 때문에요, 아직은 농가에서 자비를 들여서 구입한 것은 아직은 아닙니다.

<질문> 원장님 말씀해 주셨던 이 로봇이 결국 궁극적인 목표는 3세대 스마트팜 무인화라고 아까 목표를 말씀해 주셨는데요. 지금 스마트팜 1세대 모델이 적용된 농가가 신기술 보급사업 대상 요건 중의 하나라고 말씀을 해주셨어요. 그러면 1세대 모델이라고 하는 거는 그 요건이 어떻게 되는 건지, 어떤 설비가 들어가는 그런 조건이 있는지 말씀 부탁드립니다.

<답변> (홍영기 국립농업과학원 농업로봇과 농업연구관) 간단히 말씀을 드리면요. 1세대는 농업인의 편의성하고 불편함을 없애는 형태의 기술들이 들어가 있습니다. 그래서 기존의 ICT 기술을 기반으로 해서 원격에서 제어 가능한 형태를 1세대 스마트팜이라고 저희가 정의를 하고 있고요. 거기서 냉난방 그다음에 환기, 이와 같은 것들을 원격, 그러니까 농가가 모니터링, 휴대폰을 통해서 지금 온도 상황을 파악하고 실질적으로 제어를 할 수 있는 상황들을 1세대라고 하고 있습니다.

거기에는 기본적으로 냉난방에 대한 설비가 들어가 있기 때문에 그 냉난방 설비에 따르는 규격이 지금 하나의 규격으로 정해져 있기 때문에 거기에 맞춰 들어가는 형태라고 보시면 될 것 같습니다.

<답변> 그리고 가장 쉽게 생각한다면 뭐냐 하면요. 로봇이 휴머노이드처럼 걸어다니는 건 아닙니다. 레일이 쭉 깔려야 되는데 스마트팜 표준화돼 있는 데서는 레일이 다 있어야 되거든요. 그래서 그런 정도의 시설이 다 돼 있어야 기본적으로 갈 수 있지, 그렇지 않으면 우리가 생각하는 딸기의 어떤... 뭐냐, 우리 고설재배 정도 수준으로 돼 있어서 밑에 레일이 없는 데 이런 데는 아직은 못 들어간다는 거죠.

그러니까 아까 이야기한 것처럼 지금 현재 16%, 우리나라 전체 온실의 16%만 스마트팜화가 돼 있거든요. 거기만은 들어가고 이게 2029년까지는 35%까지 늘린다는 게 정부 방침이거든요. 거기에 들어갈 수 있다는 거죠.

지금은, 오늘은 방제 로봇하고 운반 로봇 그다음 모니터링 로봇 했는데 저희들이 다음에 가는 거는 아마 내년 정도나 내후년 정도에 다시 한번 브리핑할 수 있을지 모르겠지만 수확을 할 수 있는 로봇을 만들 겁니다. 이때는 수확을 하게 되면 이렇게 관절형이 됩니다, 로봇이. 그러면 가서 이렇게 딸 수 있게 그런 식의 것들을 저희들이 지금 개발을 하고 있습니다.

그래서 농업을 로봇화 다 시키는 데는 진짜 쉽지 않습니다. 사람의 머리와 몸 전체를 다 움직이면서 하는 게 우리가 농업을 하는, 농업인이잖아요. 그걸 다 로봇화시키려면 1대의 로봇으로 하는 게 아니라 다양하게 자기 특성에 맞는 로봇으로 나눠서 해야 되기 때문에 그 단계에 맞춰서 저희들이 계속 개발하고 있습니다.

<답변> (사회자) 추가 질문 없으시면 오늘 브리핑은 이것으로 마치도록 하겠습니다. 많은 관심과 좋은 질문해 주신 기자 여러분께 진심으로 감사드리며, 추가 질의·답변 시간은 오찬 장소에서 가지도록 하겠습니다. 감사합니다.

<답변> 감사합니다.

<끝>