서울대학교 평창캠퍼스 그린바이오과학기술연구원장 이인복 교수
최근 농업 관련한 국내외 정세는 매우 빠르게 변화하면서 우리나라 농산업에 긍정적인 모습과 더불어 부정적 요인들도 함께 증가하고 있는 실정이다. 이는 우리가 일상적으로 접하는 인터넷을 통해서도 분위기를 확연히 느낄 수 있다. 농업과 관련하여 인터넷에 많이 오르내리는 단어들을 분석해보면 현재 국내 농업의 다양한 변화와 트랜드를 한 눈에 살필 수 있다. 대표적인 주요 키워드로는 글로벌 경제의 통합(무한경쟁), 고령화 사회(장수시대), 과학기술발전(융복합 기술 시대), 기후변화의 영향(환경 중시), 글로벌 식량 위기(식량 부족 시대), 새로운 가치 지향 (삶의 질 중시)가 있다. 주목해야 할 것은 ‘과학기술발전’이 사회의 발전을 이끈 원인이면서 부정적인 사례도 만드는 양면성을 갖고 있다는 점이다.
<생산자원 최적화 스마트팜 기술 개발>
누구나 쉽게 인지할 수 있는 ICT 기술 등 최첨단 하드웨어 및 소프트웨어의 발전은 농산업 분야에 기계화 및 자동화에 엄청난 발전을 이루어 왔다. 또한 생산성 향상에도 지대한 영향을 미치고 있는 것이 사실이다. 하지만, 최근 정부 시책은 귀농·귀촌 독려를 통한 농촌경제 활성화에 많은 공을 들이고 있는 반면, 이러한 과학기술발전 및 현장 산업화는 농촌의 일자리를 줄이고 있는 형국이다. 이미 농촌에서 경제적으로 안정된 부농들을 위한 기술발전 이면에 중소농이나 일자리가 필요한 사람들 입장에서는 전혀 긍정적이지 않다.
이러한 어려운 여건들 이외에도 우리나라의 지형적 및 기후적 여건들은 식량자급률을 안정하게 유지하는 것을 더욱 어렵게 만들고 있는 실정이다. 현재 우리나라의 상황을 본다면, 노지재배에 의한 식량 안보를 확보하는 것은 거의 불가능하다고 본다. 이를 효과적으로 극복하기 위하여 1990년대 중반부터 농업의 백색혁명(온실을 이용하여 한겨울에도 채소와 과일을 생산하거나 촉성 재배 하여 생산량을 늘리는 일)이 시작되었고 이를 통해서 년 중 안정된 고품질 농축산물을 생산할 수 있게 되었다. 원예, 축산 등 시설농업이 빠르게 발전할 수 있었던 것은 백색혁명에 기인한다. 이후 정밀농업 (Precision Farming)이 시작된 이래 IT, ICT, 스마트팜, IoT이라는 새로운 단어 및 영역 확장을 통하여 시설농업 관련 기술들의 발전과 함께 현장에 빠르게 보급이 되고 있다.
<생산자원 최적화 스마트팜 기술 개발>
한편 시설 내에 식물, 동물 등의 가장 보편적이고 중요한 환경은 ‘공기 환경’이다. 대표적인 공기환경은 온도, 습도, 분진, 가스 등의 발생, 확산, 분포 상황에 근거한 것으로 주 메커니즘은 공기의 흐름 자체이다. 기존 운영과 비교하여 ICT 첨단 시스템의 적용을 통하여 이러한 결과 변화 및 생산성 향상을 직접 체험하고 또 농민들이 추가적으로 노하우, 경험 등을 자발적으로 시도하는 노력이 매우 중요하다. 하지만, 현장에서는 공기의 흐름이 눈에 보이지 않기 때문에 많은 혼란이 있고 또한 잘못된 내용을 정답인양 고집하는 경우가 매우 많은 것이 현실이다. 농민들만이 아니라 현장에 있는 컨설턴트들에 대한 교육이 얼마나 시급하게 중요한지를 보여주는 사례들이다.
위에 언급된 ICT 기술의 현장 적용 및 공기환경조절에 대한 대표적인 교육 방법은 온실, 축사 등 농업생산시설 현장에서 수행하는 것이지만 방역문제, 질병관리, 노하우 유출 우려 등으로 현장에서의 교육은 거의 불가능한 것이 현실이다. 이에 대한 대안으로 강의실에서 프레젠테이션 형태의 강의들이 이루어지고는 있지만, 교육의 효율성은 현장감과 매우 먼 결과치가 나올 수밖에 없다. 이러한 한계를 극복하기 위하여, 최근에는 가상현실 시뮬레이터 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
<자연환기식 연동형 온실의 환기 교육을 위한 가상현실 시뮬레이터>
<비육돈사의 환경조절 교육을 위한 가상현실 시뮬레이터>
전산유체역학 (Computational Fluid Dynamics)의 연산 결과들을 가상현실 시뮬레이터의 가상 공간 내에서 구현할 수 있도록 연동하여, 다양한 환경조절에 따른 공기의 흐름이나 이에 따른 온도, 습도, 분진, 가스 등의 발생 및 거동을 직접 체험할 수 있도록 설계하였다. CFD 기술은 열 및 유체 운동에 대한 해석을 컴퓨터를 통해 유체와 기체의 상호작용을 시뮬레이션 하는 것으로 유체에 가해진 힘으로 유체가 어떻게 운동하는지에 대해 예측을 한다. 이는 CFD시뮬레이션을 사용하여 작업장에 따른 상황을 분석하고 그에 맞는 솔루션을 제공하는 방식이다. CFD의 응용분야는 기계·제조, 토목·건설, 의료·혈류, 재난·안전, 해양·조선 분야 외에도 우주항공, 에너지 플랜트 등 전 사업 분야에서 이용되기 때문에 대학교, 국가연구소 등에서 관련 연구를 활발히 하고 있다.
<교육용 가상현실 시뮬레이터의 활용>
다양한 환경 조건에서 농업시설 내의 공기유동 및 이에 따른 다양한 공기환경요인들의 거동을 농민들이 직접 체험할 수 있게 하여 신기술에 대한 이해와 현장에서의 접목을 유도하고 있다. 즉, 다양한 최첨단 ICT 기술들의 활용 및 이에 대한 효과 등을 가상현실 공간에서 이해하게 하고 있다. 이를 통하여 현장감도 향상시키고, 눈에 보이지 않는 공기환경에 대한 이해도 증진 및 본인들의 운영상 잘못하는 점들과 또한 이를 바탕으로 개선하는 운영 방법 등을 직접 터득할 수 있는 큰 장점이 있다.
으로 이러한 교육시뮬레이터들이 더 많은 농업생산시설 구조 및 규모, 시설 내 생물의 종류, 더욱 많은 환경조건, ICT 기술 접목 등을 포함할 수 있도록 지속적인 지원 및 개발이 되기를 바란다.