[르포]"신품종 개발부터 농사짓는 로봇까지"…농진청, ICT 접목 新농산물 생산시대 활짝

빅데이터 기반으로 정확성 높인 신품종 개발

슈퍼컴퓨터 나비스 활용 초고속 데이터 분석

AI·로봇 활용해 농업생산성·품질 경쟁력 향상

권재한 청장 "ITC로 농업 미래화 선도할 것"

농림위성으로 농산물 수급상황 예측 및 대응

[완주=뉴시스]전라북도 완주군 소재 농촌진흥청 국립농업과학원 표현체 연구동의 모습. 생육온실에선 영하의 날씨에도 식물이 잘 자랄 수 있도록 일정 온도를 유지할 수 있는 장치를 가동하며 키우는 벼의 모습.(사진=농진청 제공)

[완주=뉴시스]김동현 기자 = "병충해에 강해 생산량이 많은 새로운 품종을 개발해 농가에 보급하고, 농촌 고령화에 대비해 농업 기계화율을 높이면 식량의 안정적인 공급은 물론 농가소득에도 기여할 수 있어 새로운 농산물 생산시대가 열릴 것으로 생각한다."

지난 5일 방문한 전라북도 완주군 소재 농촌진흥청 국립농업과학원에선 정보통신기술(ITC)을 기반으로 한 빅데이터 확보, 인공지능(AI) 기술을 접목한 미래농업기술을 한 자리에서 볼 수 있었다.

농진청 직원들은 새로운 품종 개발을 위해 슈퍼컴퓨터를 활용해 분석하고 농촌 고령화라는 현안 해결을 위해 농업용 로봇 개발과 활용 방안을 연구하는 등 농산업 미래 성장 동력 개발을 위해 구슬땀을 흘리고 있었다.

이들은 신품종 개발로 소비자들이 원하는 농산물을 공급할 수 있는 체계를 갖추고 밭농사, 과일농사 기계화율을 높여 노동집약적인 생산구조를 기계화·스마트화로 변화시켜 새로운 국가 산업 성장 동력으로 만들겠다는 각오를 내비쳤다.

[완주=뉴시스]전라북도 완주군 소재 농촌진흥청 국립농업과학원 표현체 연구동의 모습. 생육온실에선 영하의 날씨에도 식물이 잘 자랄 수 있도록 일정 온도를 유지할 수 있는 장치를 가동하며 키우는 콩의 모습.(사진=농진청 제공)

빅데이터 기반으로 정확성 높인 신품종 개발

가장 먼저 방문한 표현체 연구동에선 디지털 육종 과정을 살펴볼 수 있었다. 디지털 육종은 유전체정보, 표현체정보 등 빅데이터를 기반으로 AI를 활용해 육종기간은 줄이고 효율성을 높이는 기술을 뜻한다.

우장춘 박사가 세계 최초로 종의 합성과 종간 잡종에 관한 개념을 제시하며 원하는 형질을 가진 개체들을 교배하는 작업을 수십번 반복하면서 새로운 품종을 개발한 것과는 달리 자동화를 통해 기간을 단축하고 정확성을 높인 것이 특징이다.

표현체 연구동에 위치한 생육온실에선 영하의 날씨에도 식물이 잘 자랄 수 있도록 일정 온도를 유지할 수 있는 장치를 가동하며 키우고 있는 벼와 콩이 가득했다.

화분에 나눠 심어진 벼와 콩은 대량 검정실과 정밀 검정실에서 종자 특성, 생육정보 등을 파악한다. 이렇게 쌓인 정보는 유전자 특성과 수확량과의 연관성을 찾는데 활용되고 새로운 품종을 만들어낸다.

디지털 육종을 위해선 대량으로 분석된 유전체 데이터와 함께 표현체 데이터 확보가 중요한데 그동안의 연구를 통해 11개 작물에 대한 생육기간 생육시기별 이미지 340만장을 확보해 디지털 연구에 활용하고 있는 중이다.

[완주=뉴시스]전라북도 완주군 소재 농촌진흥청 국립농업과학원 슈퍼컴퓨팅센터의 모습. 슈퍼컴퓨터 2호기인 '나비스'는 일반 컴퓨터 3600대가 동시에 작업하는 것과 동일한 성능을 보인다.(사진=농진청 제공)

슈퍼컴퓨터 나비스 활용 초고속 데이터 분석

표현체 연구동에서 나와 방문한 곳은 디지털육종과 농업기상 등 다양한 분야의 융복합연구를 지원하는 슈퍼컴퓨팅센터였다. 농진청은 148억원을 들여 2057㎡에 지상 2층, 지하 1층 규모의 농생명 슈퍼컴퓨팅센터를 지난해 9월 준공했다.

이곳에선 준공과 함께 기상청에서 관리전환받은 슈퍼컴퓨터 2호기인 '나비스'를 볼 수 있었다. 나비스는 일반 컴퓨터 3600대가 동시에 작업하는 것과 동일한 성능을 보인다.

고추 A품종에 대한 유전변이를 일반 컴퓨터로 분석할 경우 27개월 걸리는데 나비스를 활용하면 2주로 기간을 단축할 수 있고 콩 B품종도 6개월에서 4일로 줄일 수 있다는 것이 농친청의 설명이다.

농진청은 나비스를 활용해 경제적으로 중요한 작물이면서 종자기업 등에서 분석 수요가 높은 작물인 고추, 콩, 벼 등에 대한 유전형 데이터를 초고속으로 분석하고 도출된 데이터를 육종에 활용하고 있다.

향후엔 농업과 생명·보건분야에 있어 연구개발 분위기를 활성화하고 성과를 촉진시키기 위해 디지털육종, 기후변화 및 병해충 예측과 관련해 학계, 산업계와 공동 활용하는 방법을 추진한다는 계획이다.

[완주=뉴시스]전라북도 완주군 소재 농촌진흥청 공터에서 농업공학부 관계자가 자율주행 트랙터 시연을 하고 있다.(사진=농진청 제공)

AI·로봇 활용해 농업생산성·품질 경쟁력 향상

자율주행 트랙터, 과수원용 제초·운반·방제로봇 등 농촌 노동력이 부족한 상황을 극복하기 위한 로봇, 자동화 시스템도 주목을 받았다. 자율주행 시스템을 탑재한 이들 로봇은 농업 생산성과 품질 경쟁력을 끌어올리는 첨병 역할을 맡았다.

시연에 나선 자율주행 트랙터는 사전에 설정된 경로를 따라가며 전진과 후진, 방향전환을 자유롭게 할 수 있는 모습을 선보였다. 운전자가 4개의 지점을 설정하면 최적의 작업 경로를 생성해 스스로 움직이며 작업을 진행하는 방식이다.

농기계가 자율주행을 할 수 있도록 돕는 장치는 모듈형 자동조향장치 덕분이다. 자율조향장치는 승용형 농기계에 장착해 사람을 대신해 농기계의 회전축을 제어하고 농작업의 효율과 편의성을 제공한다.

또 탈부착이 가능해 여러 농기계에서도 사용할 수 있는데다 사람이 운전할 때보다 정밀한 움직임을 보일 수 있어서 파종 및 수확 등 농작업을 할 때 효율성을 극대화할 수 있다는 장점이 있다.

다만 국내는 자동조향 및 자율주행에 성공하는 등 트랙터 자율주행 기술 수준이 2~3단계 수준인데 반해 선진국에선 자율 및 무인 작업이 가능한 3~4단계로 아직은 선진국과의 기술격차가 존재했다.

[완주=뉴시스]전라북도 완주군 소재 농촌진흥청 국립농업과학원 농업위성센터의 모습.(사진=농진청 제공)

농림위성으로 농산물 수급상황 예측 및 대응

마지막으로 방문한 농업위성센터에선 내년 발사를 목표로 하는 농림위성의 운영·활용을 담당한다. 우주공간에서 촬영한 한반도 영상을 수집하고 처리한 자료를 농업적으로 활용하는 중추적인 역할을 맡을 예정이다. 

농림위성 사업은 한국항공우주산업(KAI)·한국항공우주연구원(KARI)이 주관하고 우주항공청·농촌진흥청 등이 참여하는 '차세대 중형위성 2단계 개발사업'으로 추진되며 내년 하반기 발사와 초기 운영이 예정됐다.

농진청은 1995년 원격탐사연구실을 신설해 해외 위성 정보를 이용해 벼 수량 모형 개발, 주요 곡물의 생육 추정 기술 등 전문 기술을 익히며 농림위성 시대를 준비했고 내년부터는 본격 가동한다는 계획이다.

농림위성이 발사되기 전에는 벼, 콩, 밀, 배추, 양파, 마늘 등 주요 식량작물 및 채소 6개 품목에 대해 관측 체계를 마련하고 향후 정확도를 높여가며 농산업 전반에 걸쳐 활용도를 높여간다는 방침이다.

권재한 농진청장은 "농림위성을 통해 전달 받은 정보를 분석해 국내 농산물 수급 상황을 더욱 정확하게 예측할 수 있고 이를 통해 소비자들에겐 합리적인 가격으로 농산물을 공급할 수 있는 체계를 갖출 수 있다"며 " 정보통신기술(ITC)을 기반으로 한 다양한 기술을 농업에 접목해 농업의 미래화를 선도할 것"이라고 전했다.

[서울=뉴시스] 추상철 기자 = 권재한 농촌진흥청장은 25일 전북 김제시에서 '잎채소 수경재배용 양액냉각기' 신기술 시범사업에 참여 중인 농가를 방문해 시설을 살펴보고 있다. (사진= 농촌진흥청 제공) 2024.07.25. [email protected] *재판매 및 DB 금지

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