2015년 말 제네바에서 있었던 TED Global에서 MIT 미디어랩의 도시농장 ‘City farm’ 책임자인 칼렙 하퍼(Caleb Harper)는 이메일로 과일을 보낼 수 있는 아이디어를 생각해냈습니다. 누군가 “나는 멕시코산 딸기가 맛있어서 좋아”라고 한다면, 이 사람이 원하는 ‘멕시코산 딸기’는 어떤 딸기를 의미하는 걸까요?
그것은 꼭 멕시코에서 자란 딸기가 좋다는 의미보다는, 멕시코 지역과 같은 햇빛, 온도, 바람 등의 기후와 토양 성분, 산소나 이산화탄소 같은 대기 성분 등을 포함한 환경 조건에서 자란 딸기가 좋다는 의미로 해석할 수 있을 것입니다.
대형 종자 회사를 통해 같은 종자가 전 세계적으로 유통되는 상황에서, 과일이나 채소의 맛을 ‘어떤 환경 조건에서 자랐냐’로 정의할 수 있다면 기후와 산소, 이산화탄소 등의 대기 성분에 따라 기대하는 색감, 질감, 맛 등을 프로그래밍하여, 온라인으로 원하는 과일의 레시피를 공유하는 일도 가능할 것입니다.
l 식물 IP Address, MIT 개인용 식품 컴퓨터
이렇게 정의한 작물 레시피와 그에 따른 작물 특성을 Plant IP라고 할 때, 이를 활용해 개인용 식품 컴퓨터(Personal Food Computer)가 해당 프로그램대로 식물을 키우게 되면 세계 어디에서나 물리적인 과일의 이동 없이도, 같은 과일의 맛과 식감을 공유할 수 있는 것이죠.
MIT 미디어랩의 City Farm에서는 더 많은 사람을 위해서 식품 서버(Food Server), 나아가 식품 데이터센터(Food Data Center)의 아이디어까지 구상하고 이를 실현하기 위해 노력하고 있습니다.
개인용 식품 컴퓨터(Personal Food Computer)가 소규모 식물 재배기라고 하면 식품 서버(Food Server)는 컨테이너박스 하나 크기 정도의 식물 농장이고 식품 데이터센터(Food Data Center)는 건물 하나 크기의 식물 재배 시설이라고 이해하시면 될 것 같습니다.
l MIT 식품 서버(Food Server)
l 세계 인구 대비 식량소비 전망(출처: The world bank, FAO)
이런 상황에서 앞으로 식량 안보(Food Security) 문제가 대두되고 있습니다. 현재 노동, 자본 등의 투입량 대비 생산량을 표현하는 지표인 생산 효율성, TFP(Total Factor Productivity)를 계산해본 결과 2010년 대비 2050년에는 75% 증가분을 생산해야 식량 소비 수준을 충족시킬 수 있을 것으로 보이나, 현재는 40% 증가분만 생산 가능할 것으로 예상됩니다. 즉, 미래에 식량의 공급량이 식량 소비 수준을 충족시킬 수 없는 상황이 우려되고 있습니다.
식품안전(Food Safety)에 대한 우려 또한 우리 주변에서 많이 찾아볼 수 있습니다. 식품의 신선도, 영양소를 고려하는 것을 넘어서서 잔류 농약, GMO 등 품질에 대한 소비자 인식이 높아지고 있습니다.
대표적으로 최근에 국내에서 발생한 달걀 파동 이후 살충제와 농약에 오염된 식품에 대한 소비자 불안감이 강화되며 이에 대한 불신으로 무농약, 유기농 제품들을 선호하는 소비자들이 증가하고 있습니다. 또한, 최근 뜨거운 감자로 부상한 GMO 식품에 대한 불신도 점차 증가하면서 non-GMO 제품의 수요가 증가하고 있습니다.
l Aeroponics 형태의 버티컬팜, Aerofarm 뉴저지 농장 모습
l 블루리버사의 상추 로봇 See & Spray
세계 최대 농기계 회사인 미국 존 디어(John Deere)사도 이러한 인공지능•로보틱스 역량의 중요성을 인식하고, 자체적으로 무인 트랙터를 개발하여 보급 중이며, 최근 블루 리버 테크놀로지의 인수를 발표하기도 했습니다.
l 존 디어사의 무인 트랙터
일반적인 지상 로봇보다 더 넓은 시야와 제어 범위를 확보할 수 있는 드론도 작물 주기의 다양한 프로세스에서 활용성을 가지며 높은 효율성으로 농업에 새로운 패러다임을 제공하고 있습니다. 우선 파종 전 단계부터 활용될 수 있습니다. 드론은 카메라로 농경지를 촬영, 파종 전 경작지의 토양 상태를 파악하고, 이를 분석해 3D 맵을 생성함으로써 작물의 생육에 필요한 물과 토양환경을 정확하게 파악합니다.
이를 바탕으로 토양 상태에 맞는 종자를 분석하여 종자 사용의 효율을 높여줍니다. 그 다음 파종 단계에서도 드론이 활용되며, 이 단계에서 드론은 파종에 드는 비용을 85% 정도 감소시킬 수 있습니다. 이런 비용 절감은 부족한 노동력을 대체할 수 있는 주요 요인으로 대두되고 있습니다. 생장 단계에서도 물론 드론이 활용되고 있습니다.
드론에 센서를 부착하여 작물의 건강상태와 기타 박테리아 양 등 식물의 건강상태를 관찰할 수 있으며 센싱한 데이터를 바탕으로 작물이 자라는데 필요한 토양환경이나 물의 양을 정확하게 파악하고 농약을 살포하기도 합니다. 실시간 센싱 데이터를 통해 작물에 필요한 수자원, 농약 등 또한 감소시킬 수 있습니다.
l 제초제를 살포 중인 농업용 드론
식량 위기에 대한 불안감이 가중되는 가운데, 농업과 ICT 기술이 융복합되면서 농업의 생산성뿐만 아니라 농산물에 대한 소비자 만족도도 더욱 높아질 것으로 기대됩니다. 한편 농산업이 급격하게 변화하면서, 고용 감소나 기술 의존도 높아지는 과정에서 발생할 수 있는 영세농-대형 농가 간 격차 심화와 같은 문제들도 발생할 수 있기에 기술 개발뿐만 아니라 기존 농가를 지원하고 기술 보급 체계를 강화하기 위한 고민도 동반되어야 하겠습니다.
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