최근 다양한 애플리케이션 도메인을 위한 IoT 솔루션이 개발되고 있으며, 농업분야에서도 IoT 기술을 적용하여 농작물 생산량은 늘리는 반면에 손실은 줄임으로써 농업 생산성을 향상시키기 위한 데이터기반 정밀농업 연구가 진행되고 있다. 이에 본 논문은 미기상 데이터를 수집하여 서리 및 병해충 등 농업예측서비스를 제공하기 위한 스마트팜 플랫폼을 제안하고자 한다. 제안된 플랫폼에서는 실시간으로 수집한 미기상 데이터를 기반으로 서리 및 병해충을 예측하여, 농민들에게 서리 가능성과 병해충 예보 서비스를 제공한다. 실험을 통해 확인한 결과, 미기상기반 예측 플랫폼은 지역기상기반 데이터를 이용한 서리예측보다 더 높은 정밀도(Precision)값을 보임을 알 수 있었다. 정확한 실험을 위하여 시스템 설치 현장에서 실제 관측한 병해충 예찰 데이터를 수집 중에 있다. 본 플랫폼을 활용하여 서리와 병해충 발생 예측정보를 사전에 효과적으로 제공함으로써, 농민들이 작물 피해 및 불필요한 농약 사용을 줄일 수 있도록 하는 정밀농업 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.
최근 농촌인구의 감소와 고령화, 곡물자급률 하락, 기후변화 등으로 점차 악화되고 있는 국내 농업 환경을 개선하고자 농업분야에 ICT 기술을 접목하여 농/축산물 및 식품의 생산은 물론 유통, 판매, 소비에 이르는 농업 전주기 프로세스에 대한 생태계 구축이 가능한 스마트농업 기술이 대두되고 있다. 이 스마트농업 기술은 농업가치사슬 전반에 걸쳐 IT와의 접목을 통해 1차 산업인 농업을 6차 산업으로 발전시킴으로써, 고기능, 고효율화는 물론, 부가가치 제고, 생산비 절감, 환경오염 최소화, 농촌생활의 편리성 증대로 지속 가능한 농업을 구현할 수 있을 것으로 기대되는 기술이다. 본 고에서는 스마트농업의 간략한 기술 동향을 시작으로 현재 ITU-T에서 진행중인 스마트 농업 국제표준기술에 대한 내용을 소개한다.
최근 ICT 기술과 융합 기술의 발달에 힘입어 농업 분야에서도 많은 변화와 혁신이 추구되고 있다. 과거 전통적인 농작물 생산 중심의 농업 분야에서 다양하고 첨단의 기술과 접목되어 6차 산업이라는 새로운 산업 형태를 만들고 있으며 이러한 변화의 핵심은 농업 분야에서도 ICT 기술과 공간정보의 융합이 있기에 가능하다. 센서를 이용한 농작물 작황 분석과 이를 공간정보 기반에서 분석 및 예측하기 위한 다양한 접근이 시도되고 있다. 특히 최근에는 드론을 이용한 농작물 재배 및 스마트 팜을 위한 다양한 연구가 추진되고 있다. 하지만, 이러한 연구는 드론을 이용한 직접적인 농작물 재배 등의 물리적 활용과 공간정보 구축에 국한되는 문제가 있다. 이에 본 연구에서는 농작물 재배에 가장 영향을 미치는 가뭄에 대한 과학적이고 객관적인 지표를 산출하기 위한 드론을 활용한 농업 가뭄 모니터링 체계 구축을 목표로 하였다. 이를 위해 가뭄 우심지역에 대하여 토양수분 센서를 설치하여 실제 토양의 수분을 확인하고 기준값으로 설정하여 드론에서 구축한 온도 및 정규식생지수를 비교분석하였다. 드론 열화상 센서에서는 대상 지역의 토양 온도를 산출하였으며, 드론 초분광센서를 이용하여 대상 농작물의 정규식생지수를 산출하여 실제 대상 지역의 농작물의 작황상태 및 토양온도와의 상관관계를 분석하였으며, 이를 검증하기 위해 대상지역에 설치된 토양수분측정 센서를 이용하여 실제 토양수분을 산출하여 드론 성과와 비교 분석하였다. 이와 같은 접근은 비접촉 방식으로 작물의 종류, 작물의 생육정도, 단위면적 당 작황상태에 관한 데이터를 생산하여 효율적인 가뭄피해 분석에 활용될 것으로 기대된다.
미래 농업은 생산, 유통, 소비 등의 모든 시스템이 연결되고 여기에 ICT 로봇 나노(NT) 바이오(BT)의 첨단기술을 결합해 자율적으로 운영되는 신성장동력 산업으로 진화될 것으로 예상된다. 이에 따라 농업은 정밀농업기술, 자동화 및 농업용 스마트 로봇 등의 다양한 공학기술의 접목과 함께 발달되고 있다. 최근에는 농업에 적용이 어려울 것이라고 예상되던 마이크로 나노 바이오공학의 접목도 시도되고 있으며 이에 따른 미래 농업의 전망은 아주 밝다고 볼 수 있다. 본 논문에서는 미래 농업을 위한 바이오시스템공학에 대해 자동화, 로봇화, 마이크로 나노농업공학 및 농업생명가공공학을 중점으로 주요기술들을 설명하고 국내 외 연구개발 동향을 살펴보고자 한다.
중국은 ICT 기술의 발전에 힘입어 스마트 농업분야에서 선진국을 급격히 추격하고 있다. 본 논문에서는 추격이론을 이용하여, 중국의 양대 국가 전략인 중국제조2025와 일대일로 전략이 스마트농업을 발전시키는데 있어서 어떻게 "기회의 창"을 제공하는지 분석하고자 한다. 시간 차원의 기술 선진화 전략인 '중국제조2025'와 공간 차원의 시장 확대 전략인 '일대일로' 정책이 T자형 상승 작용을 이루어 스마트 농업의 발전을 이끌고 있음을 단계 생략형, 경로 창출형, 경로 추종형 3가지 유형으로 나누어 설명하였다. 한국 스마트 농업의 주요 수출 시장이며, 글로벌 시장에서 강력한 경쟁자인 중국 스마트 농업에 대한 이해를 통해 한국 스마트 농업의 해외진출 전략에 대한 시사점을 도출하였다.
전 세계적으로 농업분야가 많이 줄어들고 있는 반면에, IT농업과 미래 먹거리에 대한 관심이 높아지고 있으며, ICT 기반 미래 농업 활성화를 위해 다양한 연구가 진행 중에 있다. 본 논문에서는 양액재배를 위해 온습도, pH(hydrogen ion), EC(Electric Conductivity) 등 생육환경을 모니터링 하는 동시에 최적의 환경을 유지하도록 LED, 쿨링팬 제어가 가능한 시스템을 제안한다. 생육환경 모니터링 및 제어를 위해 아두이노(Arduino) 하드웨어와 자바(Java) 소프트웨어를 이용하였으며, Wi-Fi 공유기를 활용해 소켓통신을 하고 데이터베이스 및 웹서버 인터페이스를 통해 여러 환경에서 식물을 쉽게 관리할 수 있다. 더욱이, 장소 및 시간에 구애 받지 않고 LED를 활용한 재배로 병해충이 생기지 않는 환경에서 지속적인 관리가 가능하여 단순 양액재배보다 빠르게 재배할 수 있는 장점이 있다. 더 나아가, ICT 미래 농업 활성화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
Is the Fourth Industrial Revolution a revolution for cities only? Through the Fourth Industrial Revolution, Korea has entered quickly in the influence area of intelligent information technology such as IoT, AI, Big data, Cloud, ICT, Digital twin. However, as the information gap between the rural zone and the urban zone worsens, a policy was needed to reduce such a gap. Therefore, this research analyzed EU's smart village project, and investigated the problem and improvement of the actual smart village through the interview and field study with the person in charge of the actual smart village project in Korea. Based on the analytic result, 5 plans were deduced to improve Korea's smart village project. First, make the realistic adjustment of project period to assure the sustainability of smart village; second, make the new establishment of the department in charge of smart village project; third, construct the system of integrating and cooperating the policy that can embrace all the rural zone and the urban zone; the fourth, expand the application area of customized ICT technology according to the new rural policy environment; and finally introduce the residents' capacity development project through the rural guidance project.
농업은 우리의 삶에서 빼놓을 수 없는 중요한 분야이며, 농업은 토지를 이용하여 다양한 작물들을 길러 음식을 만드는 기본이라고 말할 수 있다. 이렇게 중요한 농업 분야를 ICT 분야에서 가장 이슈가 되는 기술인 인공지능 기술과 결합하여 스마트팜과 같은 농업의 디지털화를 구축할 수 있다. 이와 같은 스마트팜 구축을 위해서는 기본적으로 다양한 작물의 빅데이터를 제공하고, 이 데이터를 바탕으로 인공지능을 수행하여 다양한 결과를 제공할 수 있다. 하지만 인공지능 연구를 수행하기 위한 시스템 및 플랫폼의 부재라는 문제점이 존재한다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 농업 빅데이터 관리 및 인공지능 연구 플랫폼 개발을 위한 과제를 통해 농업 빅데이터를 관리하고 인공지능을 연구자들이 손쉽게 수행할 수 있는 플랫폼을 개발하여 농업 분야의 작물 생산성 향상에 기여하고자 한다.
스마트 농업에 대한 기준 모델, 서비스 능력, 네트워크 능력에 대한 기술 표준화 과정을 추진해 오는 과정에서 현안으로 떠오르는 내용이 병충해, 전염병과 같은 위기상황이 가져올 수 있는 영향에 대한 우려였다. 동물의 감염요인인 구제역, 조류 인플루엔자 등의 위기요인들은 경제적 손실은 물론 인간의 사회활동에도 많은 제약을 가져와 국가경제에 막대한 영향을 끼치게 되었다. 본 논문에서는 이러한 인적요인, 자연재해 및 동물 감염 등의 위기로 인한 ICT 해결 방안인 네트워크 기반에서의 위기완화 서비스의 표준화 로드맵을 제시하여 표준기술을 적용 이러한 문제를 해결하는데 긍정적 요소로 작용할 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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