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농업분야는 고령화 및 노동력 부족, 경지면적 지속 감소, 곡물자급률 하락, 도농 간 소득격차 심화, 기후변화로 인한 재배여건 악화, 농약·제초제·살충제 등으로 인한 환경오염과 식품안전성 문제 등의 해결이 시급하다. 이러한 문제를 해결하고 농업을 미래성장산업으로 육성하기 위해 4차산업혁명 응용 기술인 자율주행농기계, 로봇, 드론 등 하드웨어(HW)와 환경제어, 병해충예찰, 농식품거래 플랫폼, 화상정보 등 소프트웨어(SW) 개발과 보급을 적극 추진해야 한다는 주장이 제기됐다.
이 같은 내용은 한국농촌경제연구원(KREI, 원장 김창길)이 최근 발간한 ‘제4차산업혁명 시대의 농업·농촌 대응전략 연구’에서 밝혔다. KREI는 전문가조사(52명), 소비자조사(201명), 선진국 스마트팜 운영 조사, 협동연구 등을 통해 정책대안을 제시했다.

• 무인자율농기계, 최고국과 기술격차 최소 5년 이상

연구진은 우리 농업의 문제점을 해결하기 위한 미래 이슈로 크게 네 가지를 제시했다. 농업생산성 및 생산량 증대, 기후 변화 대응과 지속가능한 농업으로의 전환, 농업의 새로운 가치 창출, 농업의 범위 확대 등이며, 이에 대해 4차산업혁명 기술 적용수단(H/W, S/W)의 실태, 기술수준 및 기술 개발방향, 정책방향을 제시했다.
우리나라 무인자율 농기계의 기술수준은 최고기술 보유국과의 기술격차가 최소 5년 이상 나는 것으로 추정되며, 농작업 로봇과 자율주행농기계의 경우 약 7~8년 정도 후 실현가능할 것으로 전문가들은 예상했다. 한편 자율주행농기계의 효율성을 높이기 위해서는 농지기반 정비, 특히 밭농업의 경우에는 파종부터 기계화가 가능하도록 농지기반 조성, 재식거리의 표준화, 농기계 부품의 표준화가 선행되어야 할 것으로 나타났다.
파종, 방제 등에 사용되는 농용 드론에 대해 전문가들은 평균적으로 약 2년 후 실현가능할 것으로 판단했다. 한편 드론의 핵심기술은 제어시스템인데 중국 기술을 이용하고 있어 개발이 시급하며, 효율성을 갖기 위해 역시 농지기반 정리 역시 필요한 것으로 나타났다.

• 데이터 공유 플랫폼 구축… 농업의 새로운 부가가치 창출

농업생산 분야 S/W 활용도를 높이기 위한 농가데이터가 매우 제한적으로 수집되고 있으며, 수집된 데이터도 본격적으로 분석·가공되지 않고 있는 것으로 나타났다. 또한 생산분야 S/W 기술이 개발·보급·확대되기 위해서는 데이터 표준화뿐만 아니라 온실설계에서부터 시공, 내부설비, 관제까지 농업 생산시설의 표준화도 필요한 것으로 분석되었다. 농업부문 빅데이터의 자유로운 이용을 위해서는 플랫폼 구축이 선행되어야 하는데, 우리나라의 경우 플랫폼으로 분류되는 적용수단들이 활용되는 데는 3~5년 정도의 시간이 걸릴 것으로 내다봤다.
김연중 선임연구위원은 4차산업혁명 시대 농업 대응전략으로 무엇보다 핵심기술 경쟁력을 갖춘 농산업벤처와 스타트업의 활성화를 꼽았다. 이를 위해 농업부문 벤처캐피탈 등 전문투자기업을 육성하고 기술 거래와 기업 간 인수합병을 활성화할 것을 제시했다. 또 신기술의 공공사업 수요를 창출하고, 신기술을 적용한 테스트베드 산업 유치의 필요성을 강조했다.
김 선임연구위원은 공공부문에 활용성과 신뢰성이 높은 데이터 공유 플랫폼의 구축도 주장했다. 이를 국가차원의 빅데이터 보유기관 간 연계를 강화해야 하며, 스마트팜 혁신밸리와 같은 비즈니스 허브를 조성해 사용자 수요에 맞는 충분한 분석 능력을 갖춘 연구시설 장비의 구축과 시설원예 사물인터넷 및 빅데이터 연구 결과를 주변농가가 활용할 수 있도록 확대해야 한다고 강조했다.
농업환경과 기술변화에 대응하는 법·제도·규제의 정비도 제시했다. 무인농기계의 허가, 농가의 데이터 수집공유를 위한 개인정보보호법 개정, 그리고 데이터의 신뢰성 및 안정성을 보장하는 전문기관 및 규범의 마련도 강조했다. 글로벌 경쟁력 확보를 위해 스마트농업분야 R&D 집중 투자와 전문연구인력을 포함한 기술 활용 및 유통 인력 양성의 중요성도 언급했다.

• 무인·자율농기계, 드론, 로봇 등 4차산업혁명 기술의 농업 적용

4차산업혁명 기술을 농업에 적용하게 할 수단으로 하드웨어 즉, 무인·자율농기계, 드론, 로봇 등의 개발 및 보급이 필요하다. 무인·자율 농기계의 기술수준은 자동조향(Level1) 단계에 머물러 있으며 최고기술 보유국과의 기술격차는 최소 5년 이상 나는 것으로 추정된다.  자율주행 트랙터를 수도작에 이용할 경우 생산비를 관행농법과 비교해서 30% 가량 감소시킬 수 있다. 제초작업을 무인화로 전환하면 10a당 1시간이 소요되고, 인력으로는 16시간이 소요돼 획기적으로 노동시간을 절감할 수 있다. 자율주행 농기계의 효율성을 높이기 위해서는 농지기반 정비, 특히 밭농업의 경우 파종 및 정식 시기부터 기계화가 가능하도록 농업기반 조성 및 재식거리의 표준화, 그리고 무인·자율주행 농기계 부품의 표준화가 이루어져야 한다. 
드론은 주로 파종 및 방제(액체, 알비료, 균제, 과수 연막방식) 등에 사용되고 있으며, 대상작물은 수도작, 노지작물, 시설원예, 과수 등으로 다양한 작물에 사용되고 있다. 드론의 핵심기술은 제어시스템인데 현재 중국 기술을 이용하고 있어 제어시스템(S/W) 개발이 필요하다. 농용 드론의 가장 큰 성과는 농약 사용량 및 농작업 시간의 절감인데, 드론이 최대로 효율성을 갖기 위해서는 농업기반 정비가 필요하다. 이를 통해 사용자의 논·밭 이외의 다른 재배지에 다른 종자가 파종되거나 약제가 비산되어 살포되는 일이 없도록 해야 한다. 

• 핵심기술 갖춘 농산업벤처와 스타트업 활성화 필요

4차산업혁명 시대의 우리농업의 비전은 산업 간 융복합과 민간 혁신역량 강화를 통한 새로운 부가가치 창출 및 농업의 지속적 성장에 있다. 이에 KREI 연구진은 추진전략으로 핵심기술 경쟁력을 갖춘 농산업벤처와 스타트업 활성화를 꼽았다. 이를 위해 농업부문 벤처캐피탈 등 전문투자기업을 육성하고 기술 거래와 기업 간 인수합병을 활성화해야 한다고 전망했다. 또 신기술의 공공사업 수요를 창출하고, 신기술을 적용한 테스트베드 산업을 유치할 필요가 있다고 내다봤다. 빅데이터와 클라우드 시범사업의 성과를 농업부문에 신속히 적용하고 기업들이 응용할 수 있는 플랫폼이 구축되어야 하며, 4차산업혁명 관련 장비-S/W-재료 등 3D 프린팅 관련 중소 농기업 간 협력모델 발굴, 공공수요 창출을 통한 관련 산업 진흥 촉진이 필요하다고 지적했다.
또 농업부문에 활용성과 신뢰성이 높은 데이터 공유 플랫폼의 구축 필요하다는 지적이다.  국가차원의 빅데이터 보유기관 간 연계를 강화할 필요가 있는데, 미국의 경우 수많은 스타트업 회사들이 날씨, 종자, 토양 데이터 등을 분석해 농업 생산성을 제고하며, 비용 절감, 수확기 결정 등에 관한 다양한 서비스를 제공하고 있다. 스마트팜 혁신밸리와 같은 비즈니스 허브를 조성해 사용자 수요에 맞는 충분한 분석 능력을 갖춘 연구 시설 장비를 구축하고, 시설원예 사물인터넷 및 빅데이터 연구 결과를 주변농가가 활용할 수 있도록 확대할 필요가 있다. ICT 융복합을 통한 스마트농업 실현을 위해서는 무엇보다 유용하고 표준화된 데이터 구축이 필수적이다. 다시 말해 정보 수집 농가 및 품목 확대, 생산을 포함한 유통·소비의 정보 수집 항목 확대, 기관 빅데이터 정보공동연계 플랫폼 구축 등이 필요하다.

• ICT 융복합 기자재, 로봇 등 실증할 테스트베드 구축해야

농업환경과 기술변화에 대응하는 법·제도·규제를 정비해야 한다. 농기계 산업의 경우 무인농기계 허가가 핵심 과제다. 농가의 데이터 수집, 공유 및 활용 활성화 신규시장 조기 창출을 위해 개인정보보호법을 개정하고 규정을 정비해야 한다. 사물인터넷 확산으로 생산되는 농가의 빅데이터 공개, 공유 범위와 방법 등에 관한 가이드라인을 설정하고 데이터 신뢰성 및 안정성을 보장하는 전문 기관 및 규범 마련이 필요하다. 
글로벌 경쟁력 확보가 가능한 스마트농업분야 R&D에 집중 투자해야 한다. 스마트농업과 관련 연구개발에 있어 관련 부처별 주요 연구분야와 역할을 명확히 하고 체계적인 연구를 위한 협업체계 구축이 필요하다. 농업부문 ICT 융복합 기자재 및 시설, 빅데이터 및 클라우드, 인공지능 및 로봇 등을 실증할 수 있는 테스트베드를 구축해야 한다. 
전문연구개발 인력을 포함해 기술 활용 및 유통 인력 양성이 필요하다. 인력과 관련해서는 스마트농업 관련 전문연구개발 인력뿐만 아니라 기술 활용 인력과 기술 유통 인력의 양성이 요구된다. 농업분야의 경우 생육과 환경 데이터를 연계해 최적의 품목 맞춤형 S/W를 개발하는 전문 인력과 함께 빅데이터 분석 인력이 필요하다.
한편 정부는 스마트팜 혁신밸리를 통해 2022년 600여명의 전문 인력을 양성할 계획이다. 품목 재배 교육뿐만 아니라 빅데이터 분석, H/W·S/W 교육을 병행하고 실증단지 참여 기업의 실증 테스트에도 참여할 기회를 제공해 다양한 기술의 활용 역량을 키울 필요가 있다. 이를 통해 양성된 전문 인력들에게 창농뿐만 아니라 기술창업 등 여러 갈래의 취업의 길을 제공해야 한다.