스마트 팜과 빅데이터

1.1. 4차 산업혁명과 스마트 팜

ICT

기술의 급속한 발전과 함께

⁴

차 산업혁명 시대가 도래하게 되었는데

^,

농산업 분야도

4

차 산업혁명 시대의 도래에 따라 앞으로 많은 변화를 통해 발전해 나갈 것으로 예상된다

^. 4

차 산업혁명 기술의 핵심은 사물인터넷

^,

빅 데이터 분석

^,

클라우드 컴퓨팅

^,

인공지능

^,

로봇 공학

^,

무인 운송

⁽

무인 항공기

^,

무인 자동차

⁾

기술 등을 들 수 있는데

^,

그중 빅데이터 분석 분야는 첨단

^ICT

기술을 토대로

⁴

차 산업혁명 기술이 발전해나가는데 있어서 중추적인 역할을 할 것으로 예상된다

^.

농산업 분야의 경우도 수많은 데이터들이 계속 생성되고 있는데 빅데이터 분석 기술을 적절히 활용한다면 스마트 팜 기술이 크게 향상될 것으로 기대된다

^.

<

표

^1>

에 주요 선진국 및 우리나라의 농업 관련

⁴

차 산업혁명 대응 현황에 대해 간략히 정리해 놓았다

^.

우리나라 정부는 혁신 성장동력의 한 분야로 스마트 팜을 선정하였는데

^,

스마트 팜 기술은 기존의 농산업에 사물인터넷

^,

클라우드

^,

빅데이터

^,

모바일 및 인공지능 기술 등 첨단

^ICT

기술을 융합하여 생산․유통‧소비 등 농산업 전체에 생산성과 효율성 및 품질향상 등과 같은 고부가가치 창출을 추구하는 기술이라고 말할 수 있다

^.

불과 몇 년 전만 하더라도 스마트 팜은 시설원예에 국한돼서 적용되는 것으로 생각되기도 하였지만

^,

최근에는 최근

⁴

차 산업혁명 기술의 적용으로 더욱 진화하고 확대되고 있다

^.

그래서 통상 우리가 스마트 팜이라고 말할 때 이는

^ICT(

정보통신기술

^{), IoT(}

사물인터넷

), Big data(

빅데이 터

^{), Cloud(}

클라우드

^{), AI(}

인공지능

⁾

등의 신기술을 농작물 및 가축 등의 생육

^·

환경에 접목하여

* 순천대학교 교수 (yhyun@scnu.ac.kr)

자동화

^,

지능화

^,

연결화 등의 서비스를 제공함으로써 원격에서 제어하는 것은 물론이고

^,

농장의 현재 상태에 따라 요구되는 환경제어 동작 등 필요한 작업을 스스로 수행할 수 있는 농장을 말하게 되었다

^.

한걸음 더 나아가서 최근에는 더욱 확장된 개념으로 유통․소비‧

식품안전 등의 영역까지 스마트 팜의 적용범위가 확대되고 있다

^{. <}

그림

^1>

은 스마트 팜을 기반으로 변화될 농업ㆍ농촌의

⁴

차 산업혁명 시대의 모습을 보여준다

^.

<표 1> 주요 국가 농업 관련 4차 산업혁명 대응 동향

국가 추진 전략

미국

ICT 강점을 다양한 산업에 이식^, 정부의 제도적 지원

- 각 분야 글로벌 기업이 혁신을 주도해 창조적 부가가치 창출 - 정부는 선제적 제도 마련^, 기반 기술 ^R&D 투자확대 등으로 지원

일본 로봇 등 상대적 우위 기술을 이용한 국가혁신 프로젝트 전개 - 빅데이터 활용에 중점을 두고 ⁴차 산업혁명 선도전략 마련^(‘16) - ‘로봇 新전략^’을 통해 ²⁰²⁰년까지 무인농기계 실용화 방침

중국 정부의 강력한 지원 및 거대 내수시장 기반으로 빠르게 추격 - 스마트 농업확대를 위한 ^‘전국 농업 현대화 계획^{(’16~’20)} 발표 - 비교적 출발이 늦지만^, 일부 기업은 선진국과 경쟁구도를 형성

* DJI(드론^), 알리바바⁽전자상거래 혁신⁾ 등은 농업 분야 혁신에도 큰 영향

한국

4차 산업혁명 대응 계획의 로드맵 발표^(’17.12.) 이후 ²⁰²²년까지 각 부처별로 지능화 혁신 프로젝트 추진

정밀재배 ²세대 스마트 팜^·양식장 확산^, 파종ㆍ수확로봇 개발 - 농어촌 인구감소^·고령화 대응을 위한 생산 효율화 자료: 농림수산식품교육문화정보원(2017)

1.2. 농업과 빅데이터

통상적으로 농업에서의 빅데이터는 재배와 생산과정에서 생성되는 방대한 양의 데이터를 가리킨다

^.

거대한 데이터의 처리와 관리는 전통적인 방법론과 플랫폼으로는 쉽게 처리할 수 없다

^.

방대한 양의 데이터를 처리하려면 새로운 하드웨어와 소프트웨어 플랫폼이 필요하 다

^.

농업에서의 빅데이터 기술은 농작물 종류별로 기후 변수

^,

환경 조건

^,

토양 유형

^,

토양 영양소

^,

지리정보시스템

^(GIS)

데이터

, GPS(Global Positioning System)

데이터

^,

농작업 기록

^,

수확량 모니터링 및 가변 비율 비료와 같은 농업 관련 데이터와 관련된 정밀 농업 데이터 등이 주 관리 대상의 예라고 할 수 있다

^.

빅데이터 분석은 데이터의 상호 연관 관계를 발견하 고

^,

의사결정과 같은 다양한 농업 문제를 해결할 수 있고

^,

미래의 농업을 위한 새로운 정보와

지식을 추출할 수 있게 해준다

^.

이를 통해

^ICT

기술을 활용하여 모바일 앱

^{, SMS}

서비스

^,

웹 애플리케이션을 통해 농민들에게 정보를 제공해줄 수 있게 된다

^.

<그림 1> 농업ㆍ농촌의 4차 산업혁명과 미래 모습

자료: 농림수산식품교육문화정보원(2017).

1.3. 스마트 팜에서의 빅데이터 활용

스마트 팜에서 빅데이터 기술은 매우 중요한 역할을 수행하고 있다

^.

스마트 팜 환경에서는 데이터를 측정하는 다양한 종류의 센서가 장착되어 있다

^.

이들은 센서의 상태 값 전송과 같은 상대적으로 단순한 피드백 메커니즘에서 심층 학습 알고리즘

⁽

예

^:

올바른 작물 보호 전략을 구현하는 방법

⁾

까지 다양한 기능을 수행한다

^.

이는 날씨

^,

시장 데이터 또는 다른 외부 스마트 팜의 빅데이터 소스와 결합하여 상호 유기적으로 활용될 수 있다

^.

대용량 데이 터의 경우 다양하고 복잡하며 방대한 규모의 데이터 세트로부터 유익한 정보를 수집하는 과정이 매우 중요하다

^{. <}

그림

^2>

는 클라우드 및 빅데이터 기반 스마트 팜의 개념을 사이버

-물리적 시스템으로 나타낸 것으로

^,

여기서는 인터넷에 연결된 구동 장치

⁽

구동기

⁾

가 스마트 팜을 제어한다는 것을 보여주고 있다

^.

<그림 2> 클라우드 및 빅데이터 기반 스마트 팜의 사이버 – 물리적 모형도

자료:  Wolfert et al.(2014).

문서에서 세계농업 (페이지 46-49)