스마트농촌을 위한 4차산업혁명 기술 1. 스마트농촌의 분야별 문제점

본 연구에서 다루고자 하는 스마트농촌 분야는 앞에서 언급한 바로 7개 분야이 다. 농촌 복지, 의료, 교육, 교통, 에너지, 정주생활, 안전이다. 이러한 7대 분야별 농촌의 문제점을 살펴보면 다음과 같다. 농촌 복지 분야에 어려움을 겪고 있는 것 은 독거노인 돌봄, 장애인 복지, 마을의 복지생활 등이다, 의료 분야에는 긴급상황 발생 시 119 차가 지역에 도달하는 시간 지연, 병원에 가기 위해서 많은 시간을 소 요하게 되는 것이고, 교육 분야에서는 교육시스템의 열악이며, 교통 분야는 대중 교통의 배차 시간이 길어 필요시 대중교통을 이용하는 데 불편하다는 것이다.

그림 2-4 스마트농촌을 위한 4차산업혁명 기술

자료: 저자 작성.

에너지 분야에서는 도시에 비해 냉난방 비용이 과다한 것이며, 밤길이 밝지 않 다는 것이다. 정주생활 분야에서는 거주 주민이 적어 도시와 같이 음식물쓰레기, 폐기물의 처리가 늦다는 것이고, 주택관리도 개별적으로 관리해야 하기 때문에 어려움이 있다. 안전 분야에서는 농작업 시 발생하는 사고와 생활하면서 발생하 는 안전 부문이 도시에 비해 열악하다는 것이다.

이와 같이 도시에 비해 농촌 생활환경의 열악한 부문에 4차산업혁명 기술인 사 물인터넷, 인공지능, 빅데이터, 클라우드, 5G, 블록체인, AR/VR 등의 기술을 적용 할 수 있는 방안이 모색되어야 한다.

1.4.2. 분야별 문제점 해결을 위한 4차산업혁명 기술

이를 해결하기 위한 4차산업혁명 기술인 IoT, AI, 빅데이터, 클라우드, 5G, 블록 체인, AR/VR 등을 이용하자는 것이다(<그림 2-5> 참조). 각 기술을 설명하면 다 음과 같다.

그림 2-5 농촌 생활환경 개선을 위한 4차산업혁명 기술

자료: 김연중 외(2019: 9).

가. 사물인터넷(IoT)

사물인터넷(IoT)은 사물에 센서를 부착해 실시간으로 데이터를 인터넷으로 주 고받는 기술이다(네이버 지식백과, 검색일: 2019. 9. 7.). 사람, 사물, 프로세스 등 모든 것이 인터넷으로 연결되어 정보가 생성·수집·공유·활용되는 미래 네트워크 기술이다. 사물인터넷 시대가 열리면 인터넷에 연결된 기기는 사람의 도움 없이 서로 알아서 정보를 주고받으며 대화를 나눌 수 있다(네이버 지식백과, 검색일:

2019. 9. 7.). 예를 들어, 손목 팔찌에 센서를 달아 개인의 건강상태를 파악하고 이 상이 있을 시 바로 119 또는 자녀에게 신호가 갈 수 있도록 하는 기술이다(<그림 2-6> 참조).

농촌에 활용될 수 있는 사물인터넷 기술은 독거노인, 농작업자 등에게 손목 팔 찌를 착용하도록 하여 착용자의 활동량 감지, 가스 감지, 화재 감지, 농작업 사고 발생 등을 감지하여 이상 증상이 있을 경우 119 또는 의료기관에 신속하게 알릴 수 있는 기술 등이 있다(김연중 외 2019).

그림 2-6 농촌 생활환경에 적용된 사물인터넷(IoT)

자료: 김연중 외(2019: 13).

농촌생활에서 IoT 기술은 여러 곳에 활용될 수 있다. 농촌의 생활폐기물, 쓰레 기통 수거 시기를 결정할 수 있고, 농촌은 도시에 비해 밤길이 어두워 센서를 통해 통행자가 있을 경우 점등이 되는 데 이용될 수 있다. 또한 도시에 비해 단독 주택이 많아 상하수도에 문제가 있을 시 바로 관리하는 기관에 이상 신호를 보내 신속하 게 대응하는 등 농촌에 사물인터넷 기술은 매우 유익하게 이용될 수 있다.

나. 인공지능(AI)

인공지능(AI)은 인간처럼 생각하며 행동하는 시스템이며, 기계가 이성적으로 생각하며 행동하는 시스템으로 인간의 지능으로 할 수 있는 사고, 학습, 자기 개발 등을 컴퓨터가 할 수 있도록 하는 것이다(네이버 지식백과, 검색일: 2019. 9. 7.). 머 신러닝(Machine Learning: ML)은 기계 학습을 의미하는데, 인공지능 기술의 한 분야이며, 경험적 데이터를 기반으로 학습, 예측 및 스스로 성능 향상을 위한 시스 템이다. 딥러닝(Deep Learning: DL)은 다층구조 형태의 신경망을 기반으로 하는 머신러닝의 한 분야로, 다량의 데이터로부터 양질의 결과를 모델화하는 방법이 다(최도연 2019). 예를 들어, 자율주행차, 병원수술 장비에 적용된 기술은 인공지 능(AI)이다. 인간의 지능이 할 수 있는 사고·학습·모방 등을 컴퓨터가 할 수 있도 록 한 기술을 의미하며, 일상생활 여러 장치에 적용되면 정교하고 보다 더 편리함 을 더해줄 수 있는 기술이다(<그림 2-7> 참조).

인공지능(AI) 기술은 농촌의 교통 분야 문제를 개선하는 데 이용될 수 있다. 농 촌은 도시에 비해 교통이 불편하여 이를 극복하는 방안으로 자율주행차량, 공유 택시, 수요응답형 차량 등을 이용하게 될 것이다. 차량을 기다리는 사람이 산재해 있을 때, 인공지능(AI)을 통해 농촌도로의 동선을 분석하여 차량이 최적으로 운행 할 수 있도록 분석해 줄 수 있다.

농촌의 복지차원에서 고령자, 독거노인의 돌봄에 인공지능(AI) 기술이 이용될 수 있다. 고령자와 독거노인에게 말벗이 될 수 있고, 노래를 신청할 수 있으며, 날 씨, 미세먼지 농도 등을 확인하는 데도 이용될 수 있다. 이외에도 응급상황에서 도 움이 필요할 때, 휴대폰에 ‘연락 좀 해줘’ 또는 ‘살려줘’ 등을 말하면 119, 병원 또 는 자녀에게 바로 연결하는 데 이용될 수 있다.

그림 2-7 농촌 생활환경에 적용된 인공지능(AI)

자료: 김연중 외(2019: 13).

다. 빅데이터

빅데이터(Big Data)는 정형/반정형/비정형 데이터를 해석이 가능한 데이터로 처리하고, 목적에 따라 모델링을 통한 예측 및 추천이 가능하도록 하는 기술이다.

데이터의 양, 생성주기(실시간 생산), 형식(문자, 영상, 소리와 같은 비정형 데이터 포함) 등 과거 데이터에 비해 규모가 크고, 형태가 다양하여 기존의 방법으로는 수 집, 저장, 검색, 분석이 어려운 방대한 크기의 데이터이다(송민정 2012).

예를 들어, 병원에서 개인기록 등의 자료를 수집 분석하고, 공유할 수 있도록 하 여, 언제, 어디서든 의료 행위를 빠르고 정확하게 할 수 있도록 하는 데 이용된다.

개인정보 관리의 문제가 있을 수 있으므로, 블록체인과 같은 암호화 기술이 병행 되어야 한다(<그림 2-8> 참조).

그림 2-8 농촌 생활환경에 적용된 빅데이터(Big Data)

자료: 김연중 외(2019: 13).

농촌에서는 빅데이터 기반 지능형 통계 서비스로 농촌안전망을 확보할 수 있 다. 영농활동에서 오는 무릎관절염 질환, 농약 중독 피해, 일사병 재해사망 등의 데이터를 수집·분석하여, 행정구역별 농작업 재해지도 또는 재해 질환 유형별 재 해 통계지도를 작성하고, 맞춤형(지역별, 질환별) 순회 진료가 가능하도록 지원할 수 있다(김연중 외 2019).

라. 클라우드(Cloud)

클라우드(Cloud)는 사물인터넷 등을 통해 수집된 데이터, 인공지능을 통해 가 공된 정보 등을 접속 매체에 저장해 올려놓는 기술이다. 클라우드를 이용하게 되 면 애플리케이션을 최소한의 비용으로 개발, 배포하고 시스템을 빠르게 확장 가 능하게 하며 인터넷이 연결되어 있는 전 세계 어디에서나 이용할 수 있다(네이버 지식백과, 검색일: 2019. 9. 7.).

즉, 컴퓨터, 휴대폰, SNS 등 모든 정보통신기기에 매일 쏟아지는 정보들을 빅데 이터라고 하는데 이를 분석하면 일상 소비 패턴을 예측해 중요도에 따라 체계적으 로 배열된다. 이를 클라우드에 올려놓으면 필요에 따라 적합한 정보를 바로 다운 받아 활용이 가능하다. 또한 데이터를 인터넷과 연결된 중앙컴퓨터에 저장해서 인터넷에 접속하기만 하면 언제 어디서든 데이터를 이용할 수 있고, 이를 통해 시 간 및 장소에 구애 없이 어디서든 업무가 가능하다(<그림 2-9> 참조).

농촌지역의 생활환경 정보는 정형, 비정형, SNS 등에서 얻을 수 있다. 지역의 기상정보, 지역의 명소, 관광지, 맛집, 숙박 정보, 편의시설인 시장정보, 병원, 약 국, 주유소 정보, 교육 관련 정보, 초·중·고 등의 학교, 공공기관인 면·읍 사무소, 파 출소, 우체국 정보를 클라우드에 올려놓으면, 지역주민, 방문객, 관계자 등이 클라 우드를 통해 정보를 활용할 수 있다.

그림 2-9 농촌 생활환경에 적용된 클라우드(Cloud)

자료: 김연중 외(2019: 13).

마. 5G(5세대 이동통신)

5세대 이동통신(5th generation mobile communications: 5G)은 초고대역 주파 수를 사용하여, 최대 다운로드 속도가 20Gbps, 최저 다운로드 속도는 100Mbps, 1㎢

반경 안에 있는 100만 개의 기기에 사물인터넷(IoT) 서비스를 제공할 수 있고, 시 속 500㎞ 고속열차에서도 자유로운 통신이 가능한 통신서비스를 말한다(테크M 기사 2018. 3. 8.).

농촌 분야에는 5G 기술을 기반으로 지능형 CCTV, 원격진료, 자율주행차가 등 장할 수 있다. 이에 따라 안전, 의료, 교통, 교육 등 정주 여건이 열악한 농촌의 생활 수준을 크게 개선할 수 있을 것으로 본다. 그러나 농촌지역에 5G 기술이 정착되기 위해서는 인프라 구축을 위해 상당한 수준의 투자가 필요해 많은 시간이 소요될 것으로 예상된다(김용렬 외 2019).

바. 블록체인

블록체인은 모든 구성원이 분산형 네트워크를 통해 정보 및 가치를 검증, 저장, 실행함으로써 특정인의 임의적인 조작이 어렵게 설계된 분산 컴퓨팅 플랫폼 기술 이다. 신뢰를 담보할 수 있는 제3의 기관(Trusted Third Party)의 도움 없이 거래 참 가자들이 거래 기록을 각자 보관하며, 각 참가자들이 공동으로 인증하여 거래가 성립되는 P2P(Peer to Peer) 형태의 기술이다(박현제 2017. 3. 16.).

예를 들어, 작물의 수급정보, 가격정보 등을 블록체인 네트워크 형태로 서비스 하게 되어 특정 집단이나 개인이 그 정보를 조작, 독점할 수 없도록 하는 농업정보 서비스 기술이다.

사. 가상/증강현실(VR/AR)

가상현실(Virtual Reality: VR)은 특수한 안경과 장갑 등을 사용하여 인간의 시 각, 청각 등 감각을 통하여 가상세계가 현실인 것처럼 유사 체험하게 하는 기술을 말한다. 증강현실(Augmented Reality: AR)은 실물에 3차원의 가상물체를 겹쳐서

가상현실(Virtual Reality: VR)은 특수한 안경과 장갑 등을 사용하여 인간의 시 각, 청각 등 감각을 통하여 가상세계가 현실인 것처럼 유사 체험하게 하는 기술을 말한다. 증강현실(Augmented Reality: AR)은 실물에 3차원의 가상물체를 겹쳐서