제2의 농업혁명 이끌 'U-Farming(유비쿼터스 농업)'

이스라엘 히브리대 농대는 식물의 스트레스를 체크하는 센서를 개발, 토마토 생산량을 40% 증대시켰다. 1마이크로미터까지 측정가능한 센서를 잎에 부착, 잎의 두께가 얇은 식물에 물 공급을 자동으로 해주는 재배시스템으로 증산효과를 본 것. 식물이 기온변화나 수분부족으로 받는 스트레스가 잎의 두께를 결정짓는다는 원리에 착안한 것이다.

내년 하반기쯤이면 식당에서 먹는 쇠고기도 광우병, 브루셀라, 결핵 등 인수공동전염병에 안전한지, 또 어느 지역 어느 농가에서 생산된 것인지도 알 수 있다. 소의 유전자검사를 통해 사육과정은 물론 유통경로까지 추적되는 '한우생산이력제'가 완성을 앞두고 있기 때문.

두 사례는 IT, 생명공학을 비롯한 첨단기술이 농업분야에까지 접목되는 이른바 'U(유비쿼터스)-Farming'으로 가능해진 결과다. IT 기반의 유비쿼터스 환경이'제2의 농업혁명'을 불러오고 있다.

김갑식 경북전략산업기획단 연구원은 "U-Farming은 농가에는 생산량 증대와 친환경 농산물 생산을 통해 고속득을, 소비자에게는 생산에서부터 유통까지 검증가능한 시스템으로 안전한 먹을 거리를 공급케 해 농업경쟁력의 핵심이 될 것"이라고 말했다.

◆U-Farming 개념과 기반기술

좁게는 생산·검역·유통·소비 등 각 단계별로 IT 기술을 접목, 생산성을 높이면서 안정성을 검증하고 투명화하자는 것이 U-Farming의 목적이다. 생산단계에서 센서네트워크 기술을 적용해 기온, 물공급 등 최적의 재배환경을 만들어 주면 생산성도 높이고 품질개선도 가능해질 것이다. 또 인기좋은 성주 참외 박스에 품질정보를 담은 전자태그를 달면 유통단계에서 소비자들의 신뢰도를 더 높일 수 있을 것이다.

하지만 5년이나 10년 뒤쯤 유비쿼터스 기술이 고도화되면 U-Farming은 궁극적으로 전 과정을 데이터베이스(DB)화 해 '산지에서부터 섭취'까지 통합관리되는 시스템으로 진전될 전망.

이같은 시스템이 가능하려면 IT를 비롯한 유비쿼터스 기술이 수반돼야 한다. 핵심 기술은 RFID(무선주파수인식기술)과 유비쿼터스센서네트워크(USN). RFID 태그(tag)와 리더(reader)간 무선신호를 사용해 정보를 전달하는 기술이다. 각종 상품에 RFID 태그를 붙여 상품정보는 물론 생산·유통과정이 인식되도록 하는 방식. 이 전자태그는 인식거리에 제한이 없고 다수의 정보를 인식할 수 있는데다 변경과 추가도 자유롭다.

USN은 농장, 농산물 등에 센서를 부착하고 이들 각 노드들을 네트워크화해 최적의 재배환경 조성을 위한 각종 정보를 열람하고 자동관리할 수 있는 기술이다. 또 개인무선 네트워크 솔루션인 무선 PAN(Personal Area Network) 기술도 활용여지가 많다.

◆해외 U-Farming 추진사례

최근들어 농산물 및 식품안전사고가 빈발하면서 EU와 미국, 일본 등 선진국은 농축산물 생산과 유통경로 투명성 확보를 위해 재배환경에서부터 생산관리, 유통물류에 이르기까지 모니터링 시스템을 구축하고 있다.

재배환경 모니터링 분야에서 이스라엘은 무선 식물생장 모니터링 시스템을 운영하고 있다. 이 시스템은 오렌지 농장을 중심으로 작물의 크기에서부터 줄기변화, 잎 온도 등 식물 생장량을 자동으로 측정, 급수주기와 급수량을 통한 재배법 개선과 수확량을 예측할 수 있다. 30분 간격으로 환경정보 측정이 가능하다.

캐나다는 농무성이 포도농장에 대기온도 모니터링 시스템을 구축, 냉해피해를 예방하고 살충제나 살균제 살포량, 기온변화에 맞춘 물공급 등으로 포도생산량을 증대시키고 있다.

미국도 포도농장을 중심으로 온도 및 토양 습도를 측정, 자동 온·습도 조절은 물론 일조량 조절 시스템을 구축, 생산량을 획기적으로 증대시키고 있다.

생산관리 모니터링 시스템의 경우 이스라엘은 토마토 농장에서 최적의 수분공급으로 생산량을 40%까지 증대시키고 있다. 식물이 수분부족일 경우 스트레스로 잎의 두께가 얇아진다는 원리에 따라 잎에 센서를 달고 두께를 측정해 이를 물 공급 조절장치와 연결, 최적량의 수분공급을 하고 있는 것.

미국 농림부는 작물에 필요한 질소량을 정확히 계산하는 센서를 개발해 수확량을 높이고 있다. 센서를 트랙터에 부착하고 적외선을 방사해 잎의 건강상태와 밀도를 파악하면 최적의 비료공급량이 가능하기 때문.

유통물류분야도 미국, 일본 등은 재배농가에서부터 매장입고에 이르는 전과정을 RFID 시스템화 해 처리속도를 개선하고 저장량 증대, 운영비 절감 등을 꾀하고 있다.

◆한국은 경북도가 선두주자

경북은 농어업 비중이 28.8%로 국내최대 농산물 생산지다. 농림부와 경북도는 U-Farming 시범사업을 추진, 경북도가 유비쿼터스 농업의 전초기지가 될 전망이다.

최근 경북전략산업기획단(단장 장래웅)과 경북도는 '경북도 U-Farming 추진전략'을 세우고 보고서를 발간했다.

도 등은 우선 기반기술이 될 RFID/USN 육성과 U-Farming의 효율적인 추진을 위해 유티쿼터스 특화센터를 설립할 계획이다.

특화센터가 중심이 돼 ▷농산물 이력추적 및 이력관리 ▷비닐하우스 자동개폐 ▷레이저-코드 기술을 적용한 재고관리 ▷재배환경 모니터링 ▷위성영상을 활용한 농업정보화 DB ▷산지유통센터 U-정보화 ▷농산물 전처리 가공사업 등을 추진한다는 것.

이미 경운대의 지역혁신특성화시범사업단(RIS)가 '지역특작물 U-Farming 체제 구축사업'을 추진중에 있고 한우 농가는 경북도 한우클러스터사업단이 유전자 검사를 통한 생산이력 관리에 들어갔다.

또 성주 참외와 구미 원예도 이력관리 시스템을 구축중이다. 소비자들은 이력관리를 통해 농약, 중금속 등 위해물질의 잔류상태도 알 수 있게 된다.

비닐하우스 자동 개폐시스템은 센서를 이용, 온·습도, 산성도 등을 조절, 작황을 관리하고 홍수 폭설 등 긴급상황에 대한 효과적인 대응을 가능케 해준다. 소형 카메라 및 센서로 침입자를 실시간으로 알려주는 도난방지시스템은 조만간 실현 가능한 기술이고 과일 표면에 재배지, 원산지, 칼로리 등을 표시하는 스티커를 붙이지 않고 레이저 광선으로 이를 표시할 수도 있게 될 날도 머지 않았다.

또 산지유통센터, 선별장, 예냉시설, 개량저장고 등 2천400여개의 유통 관련시설이 난립, 등급·표준화를 위한 공동생산, 공동선별, 공동규격 출하시스템이 가능토록 산지유통시설 정보화 및 DB 구축도 한다.

송경창 경북도 과학기술진흥팀장은 "경북도는 구미를 중심으로 IT 산업 기반이 어느 지역보다 뛰어나고 RFID와 USN 기술을 선도하는 대학이 많기 때문에 한국에서 U-Farming을 선도할 수 있다."고 말했다.

이춘수기자 zapper@msnet.co.kr