AI와 스마트팜

농축수산업에 불어온 변화
농축수산업에서도 AI를 통한 변화가 본격화되고 있다. 작물의 생육 환경을 실시간으로 감지하고 온도, 습도, 양분 상태까지 정밀하게 조정할 수 있게 되었으며, 가축과 어류 역시 건강 상태를 지속적으로 모니터링하고 질병 발생 가능성을 예측할 수 있다. 경험과 직관에 의존하던 방식은 점차 데이터 기반의 과학적 관리로 전환되고 있으며, 이는 생산성 향상과 품질 개선, 비용 절감이라는 가시적인 성과로 이어지고 있다.

산업별 특성을 반영한 AI 기술
이 책은 농업, 축산업, 수산업이라는 서로 다른 영역 각각의 특수성을 세밀하게 짚어 내고, 그에 적합한 AI 기술 적용 사례를 소개한다. 토양과 광량에 민감한 농작물, 환경 변화에 즉각 반응하는 가축, 수질 변화에 민감한 어류 등 대상 생물의 특성에 맞춘 데이터 수집과 분석 기술을 구체적으로 살펴본다. 또한 질병 감지, 농업용 로봇 활용, 생산 최적화, 기후 변화 대응, 식량 안보 강화 등 농축수산업 전반에 걸쳐 AI가 만들어 내는 변화를 폭넓게 다룬다.

미래 농축수산업을 준비하는 길
이제 농어촌도 최첨단 기술을 적극 수용해야 하는 시대에 접어들었다. 단순한 자동화 수준을 넘어, AI를 통한 스마트한 의사 결정과 정밀한 생육 환경 조성이 경쟁력을 좌우하는 핵심이 되고 있다. 농축수산업에 종사하는 이들은 물론, 농축수산업의 새로운 기회를 탐색하고 미래를 준비하려는 독자에게도 중요한 통찰을 제공한다.

AI 기술이 농축수산업에 본격 적용되면서, 경험에 의존하던 방식은 데이터 기반 관리로 전환되고 있다. 이 책은 농업, 축산업, 수산업 각각의 특성과 AI 활용 사례를 살펴보며, 미래 농축수산업의 변화를 이끌어 갈 방향을 제시한다. 불확실성 속에서도 더 나은 먹거리와 미래를 꿈꾸는 이들에게 새로운 가능성을 펼쳐 보인다.

이상연
한국전자통신연구원 농축해양수산지능연구센터의 선임연구원이다. 서울대학교에서 지역시스템공학전공으로 학사·석사·박사 학위를 받았으며 농업 ICT와 농업시설환경공학을 연구했다. 축사의 운영·관리를 위한 교육용 VR 개발, AI를 활용한 농업 시설 내부의 환경 및 에너지 모델 개발, 농업 시설 내 최적의 센서 위치 선정, AI 기반 결측치 보간 방법 등을 연구해 50편 이상의 논문을 KCI 등재지, SCIE 등의 학술지에 게재했다. 현재는 농축수산업의 디지털 트윈 기술 개발과 우주 농업 연구에 매진하고 있다. 국내 한국정보통신기술협회와 UN 산하의 ITUᐨT에서 농축수산 분야 ICT 기술의 표준화를 위해 표준위원으로 활동하고 있다.

AI로 인한 농축수산업 패러다임의 변화

01 AI와 농업
02 AI와 축산업
03 AI와 수산업
04 AI와 농업 데이터
05 AI와 질병 감지
06 AI와 농업용 로봇
07 AI와 생산 최적화
08 AI와 기후 변화 대응
09 AI와 식량 안보
10 AI와 우주 농업

노지 농업에서는 AI 기술이 어떻게 활용되고 있을까. 농사로 농업용어사전에는 ‘노지’를 지붕이 안 덮여 있는 땅, 바깥 자연조건을 말한다고 정의한다. 자연환경 그 자체에서 작물을 재배하는 형태로, 날씨와 같은 외부 요인에 크게 영향을 받는다. 최근에는 AI 기술을 활용하여 노지 농업의 어려움을 해소하고 있다. 자율주행 트랙터를 이용해 땅 고르기, 드론을 이용한 농약 살포, 잡초를 인식하여 자동으로 제초하는 기술 등으로 농사의 효율성을 높인다. AI는 위성 데이터를 활용해 토양의 상태를 분석하고, 비료와 물의 공급량을 최적화하는 데에도 사용되고 있다.
－01_“AI와 농업” 중에서

수산업의 스마트화에서 가장 주요한 화두는 어종의 다양성이다. 각각의 어종마다 요구되는 환경이 다르고 소비되는 지역도 다르다. 생리적 특성과 성장 조건이 모두 다르다는 것은 생육 환경에 대한 예측을 어렵게 만들고 체계적인 데이터화를 저해하는 요인이 된다. 따라서 어종에 맞는 환경 제어 기술, 양성 최적화 기술의 개발이 필요하고 물류·유통 경로 개발까지도 이루어져야 한다. 또 기존에 개발된 기술들을 활용하여 어종별 특성에 맞게 다시금 최적화하는 작업 역시 필요하다. 다양한 어종을 다루는 양식장에서는 AI 기술을 활용하여 환경 데이터를 분석하고, 어종별 생육 조건을 각각 모델링하여 더욱 효율적인 운영을 할 수 있을 것이다.
－03_“AI와 수산업” 중에서

주 농업에 대한 연구를 진행하기 위해서는 AI와 디지털 트윈 기술이 필수다. ‘디지털 트윈’이란 현실 세계의 환경을 데이터화하여 컴퓨터 속 가상 세계에 똑같이 구현하는 시스템을 의미한다. 현실 세계에 있는 것을 쌍둥이(Twin)처럼 디지털 세계에 구현했다는 의미에서 디지털 ‘트윈’이라고 한다. 현실의 데이터를 기반으로 만들었기 때문에 가상 환경에서 시뮬레이션을 진행할 수 있으며 여기에서 얻은 정보를 바탕으로 최적의 환경을 다시 현실 세계에 적용할 수 있다. 쉽게 말해 현실 세계와 이를 복제한 가상 세계가 있고, 먼저 가상 세계에서 환경 조건을 바꿔 가며 여러 가지 상황을 실험한다.
－10_“AI와 우주 농업” 중에서