[AI리포터]

스마트팜 [사진: 셔터스톡]

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[디지털투데이 AI리포터] 일본의 노동인구 노령화와 인구 감소는 일본 농업계에도 큰 영향을 미치고 있다. 이에 일본 농업 당국과 지방자치단체들은 농업 활성화를 목표로 민간 기업과 협력해 스마트 농업 기술을 개발 및 도입에 속력을 내는 모습이다. 특히 5G 인터넷 기술이 스마트 농업에서 중요한 역할을 하고 있다.

고령화·인구 감소 당면 일본 농업...스마트팜이 해결책?

일본 통계청 전자통합시스템(e-Stat)의 '2020년 농업과 임업 인구 조사'에 따르면, 2015년부터 2020년 사이 일본의 농업 종사자 수는 20% 이상 감소했고, 농업 종사자 중 70% 이상이 65세 이상이었다. 농업 인구 감소와 고령화 문제에 당면한 것이다.

문제는 여기서 끝이 아니다. 일본 농업계는 농작물의 품질 향상, 생산량 증가와 함께 생산 비용 절감이라는 서로 상충하는 과제를 안고 있다.

한국농수산식품유통공사(aT) 농식품수출정보(KATI)의 '2022 권역별 주력국가 심층조사(일본)'에 따르면, 최근 일본은 농업종사자의 고령화와 후계자 부족 문제로 휴경지 증가 및 농가소득 감소가 뚜렷한 상황이다. 문제는 국가 경쟁력 강화 차원에서 식량자급률 향상이 요구되는 가운데, 자유무역 및 시장 개방 추세로 세계 시장 경쟁력까지 강화해야 한다는 것이다.

NTT아그리테크놀로지의 스마트팜 기기 '하우스 파모'(Farmo) [사진: NTT]

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IT매체 비즈니스인사이더에 따르면, 스마트 농업 기술은 일본 농업계가 당면한 여러 과제를 효과적으로 돕는 해결사가 될 수 있다. 일본 기업에서 주도하고 있는 5G 기반 스마트팜 시스템은 소기의 성과도 거둔 모습이다.

일본의 대형 이동통신사 NTT는 농업 부문인 NTT아그리테크놀로지(NTT AgriTechnology)를 통해 스마트팜 사업을 적극 전개하고 있다. 아베 마사쿠자(Abe Masakuza) NTT아그리테크놀로지 관리전략책임자는 "스마트 농업 기술은 인력 변화에도 불구하고 농업을 더 쉽고 효율적으로 만드는 데 도움이 될 수 있다"고 밝혔다.

그는 인사이더와의 인터뷰에서 "이 접근 방식은 환경친화적이고 이동 시간을 없애며 전문가가 한정된 시간 안에서 더 많은 농민을 지원할 수 있게 해 농업 노동력 부족에도 수익성 있는 농업을 실현하는 데 이바지한다"고 말했다.

5G로 농작물 실시간 모니터링, 로봇 트랙터 구동

NTT는 2020년부터 3개년 프로젝트를 통해 일본 농업계에 '스마트 농업'을 도입했다. 도쿄도 다치카와시 지방정부 운영 농업연구센터의 전문가들은 5G 기반 기술을 통해 차로 1시간 떨어진 거리에 있는 도쿄도 조후시 농민들에게 농업 관련 전문 지식을 전달하고 있다. 기존에는 먼 거리를 일일이 이동하며 농작물들을 살펴본 뒤에 지원할 수 있었지만, 이제는 NTT의 스마트 농업 시스템을 통해 현장 지원 없이 완전 원격 교육으로 작물 재배가 가능한 것이다.

5G 기술은 농기계에도 혁신을 불러왔다. 같은 해 최초의 5G 기반 전기 로봇 트랙터가 일본 홋카이도 이와미자와시에 도입됐다. 이 로봇 트랙터는 홋카이도대학, NTT 및 지방정부 간 파트너십을 통해 제작됐다. 로봇 트랙터에서 농작물 성장 데이터를 수집한 뒤, 5G로 수집한 데이터를 별도의 모니터링 시스템에 전달한 다음 다시 로봇이 필요한 기능을 동작하게 한다.

아울러 5G 기반 로봇 트랙터로 농부들은 한 위치에서 여러 개의 밭의 농작물을 원격으로 모니터링하고 농업 전문가의 지원을 받을 수 있다. 살충제 살포, 잡초 제거 등과 같이 육체적으로 강도 높은 노동을 로봇이 대신해 주기도 한다.

농업 전문가들이 원격으로 농민들을 지원할 수 있는 NTT '콕핏' 시스템 [사진: NTT]

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결정적으로 5G 대역폭을 사용하면 농부들이 4K 영상을 실시간으로 전송할 수 있다고 NTT는 설명했다. 이러한 실시간 데이터 전송 작업이 와이파이 네트워크에서만 수행된다면 통신 거리의 한계로 방대한 땅에서 농사를 짓고 농작물을 관리하는 데 어려움을 겪을 수 있다.

이를 통해 농부는 농작물의 질병을 모니터링하고 기온, 습도, 병충해 등 매일 변동되는 조건을 탐색하면서 수확 시점을 계산할 수 있다. 또 5G 기술에서는 LTE 네트워크에 비해 데이터 전송에 필요한 대기 시간이 짧아 원격 로봇 작동 시 안전성이 높아진다.

마사쿠자는 "농부들은 더 이상 매일 농작물을 확인할 필요가 없다. 이미지와 데이터를 쉽게 수집하고 분석할 수 있기 때문이다"라며 "로봇을 원격으로 신속하게 정지하고 제어하는 능력은 안전 관점에서 매우 중요하며 프라이빗 5G는 실제 로봇 작동을 가능하게 한다"고 말했다.

그는 5G 원격 농작물 관리 시스템으로 과거 주간 또는 월간으로 농민들이 받던 전문가 지원을 이제는 매일 받을 수 있다고 덧붙였다.

NTT아그리테크놀로지가 설계한 일본의 스마트팜 [사진: NTT]

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NTT 등 일본 기업들은 여러 연구를 통해 5G 기술을 농업에 도입한 사례를 발표하고 있다.

NTT는 일본 조후시에 농부들이 스마트 안경과 같은 5G 기반 기술을 사용해 온도와 습도를 포함한 농사에 필요한 변수를 제어하는 완전 자동화 온실을 건설했다. 사례 연구에서 온실은 농부들의 농작 부담을 줄이고 변화무쌍한 날씨로부터 작물을 보호했다.

5G를 통해 농업 배경이 없는 조후시 근로자가 NTT의 농업 전문가로부터 원격 교육을 받은 후 성공적으로 토마토를 재배하고 유통하기도 했다. 토마토는 일반적으로 덥고 습한 일본 기후에서 자라기 위해선 지속적인 모니터링이 필요한데, 5G 기술로 고해상도의 교육을 실시간으로 진행할 수 있었다는 설명이다.

농업지 전용 5G 네트워크, 스마트팜 경쟁력의 핵심

일본 총무성(MIC)에 따르면, 일본의 5G 네트워크는 일본 인구의 약 55.5%를 커버하고 있고 올해 말까지 95% 커버리지를 목표하고 있다. 이 커버리지의 대부분은 일반 소비자를 위한 공용 네트워크로, 민간 통신업체들이 제공한다. 그러나 스마트팜 생산자들은 농촌 농업 지역에 적용할 수 있는 민간 지역 네트워크를 늘리길 희망하고 있다.

5G에 기반한 일관되고 강력한 통신 연결은 농업과 같이 반복 작업이 필요한 산업을 스마트화하는 데 있어 핵심이 된다. 이전 세대의 인터넷보다 더 큰 대역폭과 짧은 대기 시간을 자랑하는 5G가 스마트팜에 적합한 이유다. 가령 5G 로봇 트랙터가 오래된 정보를 처리하는 경우 잘못된 응답을 하게 될 수 있다.

NTT아그리테크놀로지의 5G 기반 로봇 트랙터의 통신 설계 [사진: NTT]

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NTT의 벤처 및 혁신 부사장 샤히드 아메드(Shahid Ahmed)는 "이(5G 기반 로봇) 트랙터는 기술적으로 정말 발전해 통신망에 항상 연결돼 있어야 한다"며 "실시간 분석과 머신러닝이 필요하기 때문에 동작 중 실시간으로 데이터를 확보해야 한다"고 말했다.

이어 그는 "트랙터 내부의 비료 구성을 조정하려면 몇 초의 응답지연도 문제가 될 수 있다"라며 "로봇이 땅을 지나며 다양한 토양 상태를 분석하고 1초 내로 적응해야 하므로 필요한 조정이 즉시 진행돼야 한다"고 말했다.

5G 기반 농업의 다음 과제는 농부들이 한 번에 더 많은 농지를 모니터링할 수 있도록 프로젝트 규모를 확대하는 것이라고 NTT는 밝혔다. 이를 위해선 기업과 지방자치단체가 민간 및 지역 5G 네트워크에 대한 투자를 지속해야 한다는 설명이다.

나아가 농약 살포 드론, 수확 자동화 기술 등은 일본 등 국가에서 시도되고 있는 차세대 스마트 농업 기술의 일부다. 농업 로봇을 통해 수집된 데이터를 기반으로 AI가 다양한 농작 방법을 추천하는 미래를 수 있는 미래를 그려볼 수도 있다.

그러나 이 모든 것을 위해선 농촌 내 5G 통신망 구축이 우선돼야 한다. 실시간 데이터 처리가 불가능하다면 기계학습이나 AI와 같은 고급 소프트웨어 기술을 실제로 적용할 수 없다. 강력한 네트워크가 스마트 농업에서 경쟁력으로 대두되는 이유다.

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