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청소년필독책

하드웨어, 소프트웨어, 재배 기술의 융합이 필요해

수직농장에서 작물을 재배하는 것은 단순히 ‘농부의 땀’으로만 이뤄지는 일이 아니다.
수직농장전문가는 크게 하드웨어, 소프트웨어, 재배까지 세 가지 분야로 나눠 작물의 생산 시스템을 관리한다.

1. 하드웨어
수직농장에서 작물을 재배하기 위해서는 구조물을 안정적으로 높이 쌓아 올릴 수 있어야 한다.
또한 농장 내에는 태양의 빛을 대신할 수 있도록 빛의 파장과 강도, 거리가 조절되는 인공 광(光), 거름을 대체할 액체 비료, 광합성에 필요한 이산화탄소 등을 공급하는 설비 등의 하드웨어가 갖춰져야 한다.

2. 소프트웨어
실내 수직농장 내부의 재배 환경을 정밀하게 관리하려면 센서로 온도와 습도, 이산화탄소는 물론이고
pH 농도(수소이온농도지수. 작물이 양분을 흡수하기에 가장 적합한 산성을 확인하는 지수), EC 농도(전기전도도. 비료를 녹인 물인 양액은 물에 녹은 비료의 양이 많을수록 전기가 잘 통하기 때문에 비료의 농도를 확인하는 지수) 등의 생육 데이터를 모아야 한다.
이렇게 모인 빅데이터를 중앙관제소에서 해석하고 이 데이터를 바탕으로 농장 내부를 최적의 컨디션으로 조절한다.
현재는 빅데이터를 관리하는 것에 그치지 않고 인공지능 프로그램으로 제어하는 기술에도 활용하고 있다.

3. 재배 기술
수직농법은 100% 수경재배(식물을 물에서 키우는 방법)를 활용한다.
작물을 재배하는 방식은 기존의 농사 방식과 같다. 먼저 식물의 씨앗을 양분이 담긴 물에 빽빽하게 뿌려 모종을 심은 뒤
약 2주간 발아시키고, 시간이 지나 자란 작물을 조금씩 더 넓은 공간으로 이식해 재배하는 것이다.

실내 수직농장 기업 CEO에게 듣는 직업 이야기
미래 농업은 농학과 원예학을 넘은 융합적 시각으로 접근해야

강대현 팜에이트 대표
새싹채소와 특수채소 등을 실내 수직농장에서 기르고 소비자가 바로 먹을 수 있도록 깨끗하게 가공해 식탁 위로 올리기까지, ‘팜에이트’는 수직농장에서 작물을 재배하는 것뿐만 아니라 농장 내 필요한 하드웨어 설계부터 환경을 제어하는 기술까지 모두 개발하는 국내 1위 스마트팜 기업이다.

지하철 2호선 충정로역과 5호선 답십리역 등 서울 지하철을 이용하다 보면 분홍빛 조명 아래 싱싱한 채소가 자라는 ‘메트로팜’ 부스가 눈에 띄어요. ‘팜에이트’가 이 메트로팜 사업도 하고 있더라고요.

스마트팜은 온실과 노지(지붕이 덮여 있지 않은 땅), 실내 어디서든 도입할 수 있는 농업 기술이지만, 팜에이트의 주력 사업 분야는 정확히 말하면 ‘실내 수직농장(Indoor Vertical Farm)’입니다. 100평부터 2000평 규모의 대단위 실내 재배, 온실 타입의 수직농장, 컨테이너형 등 여러 형태의 실내 수직농장 기술을 모두 갖추고 있어요. 메트로팜은 도시농업의 한 형태로 교육과 홍보용으로 활용하고 있습니다.

건물 안에서 작물을 재배하는 건 야외의 논밭에서 재배하는 것과는 다른 점이 많지 않나요?

우박, 홍수, 뜻하지 않게 전염되곤 하는 병해충 등 외부 환경은 사람이 통제할 수 없어요. 그래서 노지 농사는 풍부한 농사 경험이 필요하죠. 농부로 일한 경력이 많아야 수확량도 늘거든요. 하지만 실내 농업은 이러한 요인을 모두 통제할 수 있습니다. 그러다 보니 경험보다는 공장처럼 표준화된 환경을 어떻게 개선하고, 또 제어해 재배할지 그 기술을 활용하는 테크닉이 더 중요해요.

(중략)

그렇다면 수직농장전문가에게는 기술을 활용하고 적용할 수 있는 지식이 필요하겠네요.

워낙 다양한 전공자가 일하고 있기 때문에 필수 전공이나 꼭 필요한 지식을 꼽긴 어려워요. 하우스 재배, 노지 농사는 농학과 원예학 전공자가 유리하겠지만 스마트팜은 좀 다르거든요. 우리 회사에도 데이터사이언스를 공부하고 인공지능 프로그램을 만드는 연구원들이 있는데요, 이들은 농학 전공자는 아니지만 하드웨어 팀, 재배 전문가와 의견을 교류하며 실내 농업에 필요한 소프트웨어를 개발하는 수직농장전문가로 일하고 있어요.
저 역시 원래는 경영학을 전공했지만 농학에 대한 전문성을 쌓고 싶어 대학원에서 공부를 더 했어요. 필요한 지식이 생길 때 더 배우는 것도 좋은 자세입니다. 미래 농업 분야에서 일하고 싶다면 학문 간 경계를 허물고 다른 사람들의 이야기에 귀를 열어 통찰력을 얻고자 하는 자세가 더 중요합니다.

글 전정아 ● 사진 김영배, 팜에이트 제공


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기존의 농업 방식을 디지털로 변환하는 스마트팜ICT전문가와 함께 스마트팜, 그리고 농업의 미래를 움직이는 방식을 알아보자.

바림, KIST 강릉분원 천연물연구소

프로필
김형석 한국과학기술연구원 스마트팜융합연구센터 센터장
미국 일리노이대학 작물과학과 박사
국가과학기술연구회(NST) 스마트팜솔루션 융합연구단 팀장

농작물이 자라는 안팎의 모든 데이터를 모아야

KIST(한국과학기술연구원) 스마트팜융합연구센터에서는 어떤 연구를 하나요?

스마트팜ICT전문가는 작물을 기르는 데 필요한 데이터를 뽑아내고, 이 데이터를 바탕으로 어떻게 하면 더 나은 생육을 위한 재배 환경이 될 수 있을지 모델을 만들어서 궁극적으로는 시스템이 자동적으로 물을 주고 영양을 공급하는 등 스마트팜 내부를 제어하는 기술을 연구합니다. 이러한 연구를 크게 데이터센싱(Sensing) 파트, 모델링 파트, 활용 파트로 나누고 있어요. 특히 KIST 스마트팜융합연구센터는 농업을 디지털화할 수 있도록 이에 필요한 기초적인 기술을 연구하는 곳입니다. 일반적인 농작물보다도 제약회사나 화장품회사, 식품개발회사가 요구하는 기능성 식물을 기르려면 어떤 조건이 필요한지, 그리고 어떻게 하면 가장 최적화된 기능성 식물을 기를 수 있을지에 대해 연구하죠.

사람의 생활이나 건강에 도움이 되는 기능성 원료를 포함한 식물은 어떤 것이 있나요?

상처를 치료하고 피부를 보호하는 기능 덕에 화장품과 의약품에서 자주 활용되는 ‘병풀’이 대표적입니다. 병풀은 주로 해외에서 수입하곤 하는데요, 우리나라에서도 병풀을 재배하기는 하지만 원료가 될 만한 성분은 적은 편이기 때문이에요. 성분이 적게 든 이유를 재배 조건과 품종의 유전적 특성 등으로 자세히 분석하다 보면 성분의 함량을 늘리거나 더 많이 재배해서 효율성을 높이는 방법을 개발할 수 있기 때문에 연구를 진행하는 거죠. 이외에도 간의 해독을 돕는 이고들빼기, 소아 뇌전증을 치료할 수 있는 의료용 대마 등이 있어요.

당뇨병과 비만 완화에 도움을 주는 사포닌 성분이 든 ‘인삼 열매’는 일반 밭에서라면 1년에 1번 열리지만, KIST 강릉분원의 스마트팜에서는 13개월 만에 2번의 열매를 맺어냈다. 이렇게 재배한 인삼 열매의 유효 성분은 기존과 차이가 없다.

(중략)

내 손으로 식물을 기르고, 데이터를 관찰해보는 자세를 갖출 것

그렇다면 KIST 스마트팜융합연구센터의 궁극적인 목표는 무엇인가요?

자연에는 모든 것의 소재가 숨어 있어요. 지속 가능한 환경을 만들기 위해서는 식품과 화장품, 의약품을 넘어서 공산품에 활용할 원료도 자연에서 찾고, 이를 스마트팜과 접목하려고 해요. 그러기 위해서는 빅데이터와 인공지능을 체계적으로 활용해야 하겠죠?
강원도 지역의 장점도 극대화해 스마트팜 연구와 연결하려 해요. 백두대간과 DMZ(비무장지대), 금강산은 동식물 자원이 풍부해 바이오산업과 천연물산업이 발전하기 좋은 환경이거든요. 강원도 내에서 원료도 생산하고 이를 제품화하며 지역민의 소득을 올리는 방식으로도 연계해보고 싶어요.

바림, KIST 강릉분원 천연물연구소

(중략)

지금부터 식물을 길러보고 프로그래밍에 손을 대보는 게 도움이 될까요?

요즘은 집에서도 손쉽게 채소를 재배할 수 있는 가정용 식물재배기가 많아요. 식물을 직접 키워보고 그 데이터를 얻어보세요. 데이터는 꼭 기계적인 센서가 있어야만 얻는 건 아니거든요. 식물의 마디나 잎이 매일 얼마나 길어졌는지 줄자로 길이를 잴 수도 있고요, 두 개의 화분에 물이나 빛을 조절해보면서 어떻게 자라는지 그 차이를 기록해보는 것도 좋죠.
‘아두이노’와 같은 도구로 조명을 켜고 끄는 장치를 직접 만드는 경험 또한 정보통신기술적인 관점을 이해하는 데 큰 도움이 될 거예요. 이론으로 배운 것을 자기만의 실험으로 확인하는 과정, 그 자세를 먼저 갖추길 바랍니다.

글 전정아 ● 사진 바림, KIST 강릉분원 천연물연구소


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올해 1월 한국농촌경제연구원이 제공한 자료에 따르면 경지 면적과 농가 인구는 물론, 농업 생산액과 농가 소득은 꾸준히 감소하고 있으나 원자재 가격과 국제유가 상승 등의 이유로 비료비와 농약비, 사료비 등은 계속해서 증가세를 기록 중이다. 농작물의 수확량을 긍정적으로 예측할 수 없게 된 현대 사회에서는 실내 농장과 스마트팜 등 농작물의 생산을 안정화할 수 있는 기술을 받아들이는 것이 대안을 넘은 필수 선택지다.

워런 버핏과 조지 소로스와 함께 세계 3대 투자자 중 한 명인 짐 로저스는 지난 2017년, 한국의 청년실업에 대해 해법을 제시하면서 4차 산업혁명 시대를 살아가기에 가장 적당한 직업으로 농부를 꼽았다. 식량난과 기후변화로 식량 생산 산업이 유망해질 것이라고 늘 강조해온 그는 아이들에게 음식과 재배 활동에 대해 가르치는 교육 시스템이 꼭 필요하다고 언급하기도 했다. 또, 식량과 농업은 인류의 삶과 직결되는 것인 만큼 앞을 알 수 없는 증시 시장에서도 꾸준히 투자 수익이 높을 것이라고 전망했다.

세계의 경제 전문가들은 미래 성장 동력으로 ‘먹거리 산업’을 꼽는 데 이견이 없다. 특히 필수 식량의 근본이 되는 농산업은 전 인류에게 닥친 식량 위기를 헤쳐나가는 데 꼭 필요하다. 그렇다면 앞으로의 농산업 분야에서는 어떤 직업이 유망할까? <MODU>는 새로운 품종을 만들어내는 농업연구사와 스마트팜 운영에 필요한 기술을 만드는 스마트팜ICT전문가, 실내 수직농장에서 안정적인 작물 재배를 꾀하는 수직농장전문가에 주목했다. 농업에서 거둬들인 탐스러운 직업 정보를 함께 맛보자.

직업 탐구 농업연구사, 스마트팜ICT전문가, 수직농장전문가

학과 탐구 농업학과

글 전정아


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