[인더스트리뉴스 정한교 기자] 제조산업을 중심으로 빠르게 확산되고 있는 4차 산업혁명이 농업까지 그 영역을 확장시키고 있다. 씨뿌리기부터 수확까지, 그 옛날 하나하나 사람의 손으로 농사를 짓던 시대를 지나 현재는 트랙터, 경운기 등 기계의 힘을 빌려 농사를 짓던 시대였다면, 이제는 인공지능(AI)이 농사를 짓는 시대가 온 것이다.

4차 산업혁명이 접목된 ‘스마트농업’은 해마다 감소하는 국내 농가 인구 등 국내 농업이 안고 있는 여러 문제를 해결해 줄 대안으로 떠오르고 있다.

정부 발표자료에 따르면, 1995년 485만명이었던 국내 농가 인구는 2018년 231만명으로 감소한 것으로 나타났다. 농가 경영주의 평균연령도 2018년 기준 67.7세로, 급격한 고령화 사회로의 진입에 가장 큰 영향을 받고 있는 상황이다.

또한, 2014년 7.4일에서 2018년 31.5일로 늘어난 폭염일수 등 이상기후로 인한 농가 피해사례가 늘어나며, 기후에 대한 불확실성 및 리스크도 증가하고 있다. 국내 곡물자급률 또한 전 세계 평균 수치인 102.5%에 비해 현저히 낮은 23.8%를 기록하고 있다.

이에 LG유플러스(부회장 하현회)는 5G 네트워크를 활용한 무인 및 원격제어 트랙터를 선보이며 농업기술의 대변혁에 앞장섰다. LG유플러스는 10월 29일 경기도 고양시 일산서구 법곳동 농지에서 5G 네트워크를 이용한 트랙터 원격제어 및 무인경작과 디지털트윈 기술을 이용한 트랙터 원격진단 시연을 선보였다.

이날 시연은 원격제어를 통해 LS엠트론 트랙터를 작업 시작점으로 이동시키는 것으로 시작됐다. 이어 관제화면에서 무인경작 기능을 실행하자 트랙터가 스스로 이동했다. 또한, 3D 디지털 시뮬레이션 기술인 디지털 트윈을 이용해 트랙터 상태를 점검하고 AR 매뉴얼을 통해 누구나 손쉽게 소모품을 교체할 수 있는 원격진단 서비스도 선보였다.

이날 시연회에 참석한 LG유플러스 이해성 미래기술개발그룹 상무는 “현재 한국농업이 안고 있는 여러 가지 문제들을 해결하기 위해 농업 패러다임의 획기적인 변화가 필요한 시점”이라며, “5G, AI, 빅데이터 등 4차 산업혁명 기술이 농촌 변화를 이끌 것”이라고 소개했다.

무인경작 시대, 5G가 열다

트랙터 원격제어 시연은 농지에 배치된 원격제어 조정관에 시연자가 탑승해 멀리 떨어진 트랙터를 조종하며 시작됐다. 트랙터 전면부에 설치된 FHD 카메라를 통해 촬영하는 영상이 5G 네트워크를 통해 실시간으로 조정관 앞에 위치한 TV 화면으로 전송됐다. 시연자는 TV 영상을 보며 트랙터를 운전해 작업 시작 지점으로 이동시켰다.

그동안 농업용 드론, 스마트 농기계 등 농업에도 4차 산업혁명을 활용한 모습을 국내외에서 볼 수 있었다. 하지만 5G를 활용한 원격제어 트랙터는 이번 LG유플러스와 LS엠트론이 개발한 사례가 최초이다.

LS엠트론은 기존의 기계식으로 작동되던 조향장치(운전시스템), 브레이크 시스템을 전자식으로 개발해 원격으로 제어 가능하도록 시스템화했으며, LG유플러스는 5G망의 초저지연, 대용량 전송기술을 적용해 비가시권 원격제어를 할 수 있게 됐다.

트랙터를 활용한 무인경작은 시연자가 관제화면에 띄운 지도에 작업경로를 설정하고, 무인경작을 실행하면 트랙터가 설정된 경로에 따라 자동으로 움직인다. 트랙터 뒤편에 부착된 로터리 장비가 경작하는 동안 밭에 옮겨 심을 모종을 관리하는 등 다른 일도 함께 할 수 있어 부족한 노동력 대체와 작업시간 축소효과를 얻게 된다.

무인경작 시스템은 5G 기반의 초정밀 측위 시스템인 RTK가 적용됐다. 이를 통해 트랙터의 위치를 3~10㎝로 정밀하게 측정하고 지도상에 설정한 경로로 정확히 이동시킬 수 있다.

디지털 트윈과 AR 기술을 활용한 트랙터 원격진단 서비스 시연이 성공함에 따라 농기계 상태를 실시간으로 점검하고, 비전문가도 빠르고 손쉽게 고장수리를 할 수 있게 됐다. 원격진단 서비스를 IoT, AR 솔루션 기업인 미국 PTC사와 함께 개발했다.

이를 통해 농부가 태블릿에 설치된 앱을 실행시켜 트랙터를 비추자 시스템 압력, 수평세선 등 실시간 트랙터 정보가 AR로 나타났다. 농부가 트랙터 트랜스미션 위치에 손을 대자 트랜스미션이 분해되는 과정이 3D 애니메이션으로 태블릿 화면에 나타났다. AR 매뉴얼을 통해 소모품 교체방법을 확인한 농부는 직접 에어크리너를 교체했다.

원격진단은 5G 네트워크를 기반으로 트랙터 내 설치된 IoT 센서가 트랙터 상태 데이터를 수집하고, 실시간으로 수집되는 정보를 바탕으로 디지털 트윈 가상 시뮬레이션을 통해 부품 교체시기 등을 예측한다. IoT와 디지털 트윈으로 수집·분석한 정보는 AR을 통해 가시적으로 보여준다.

또한, 엔진, 파워시프트변속기, 전자유압장치 등 트랙터 특정부품에 대한 고장 발생 시 고장 부위에 대한 AR 구동을 통해 즉시 확인이 가능해졌다. 이는 A/S 기사 방문이 훨씬 수월해지며, 간단한 자가 수리 시 AR 화면공유를 통한 원격 A/S 지원 등이 가능하다.

2021년 상용화 목표, 5G 통한 ‘스마트팜’ 구축

LG유플러스는 이번 시연을 기반으로 그룹 자매사나 관계사, 전문업체 등과 협력해 스마트팜 분야로 서비스 분야를 확대해 나간다는 계획이다. 이를 위해 이번에 선보인 트랙터 외에도 콤바인, 이앙기 등 농기계와 포크레인, 지게차 등 이동형 장비까지 적용을 확대할 계획이다.

‘스마트팜’ 조성을 위해 2020년 전국 지자체 및 대학연구소와 협력해 첨단 농업 단지 내 시범사업을 운영하고, 2021에는 B2B2C 등 다양한 사업모델을 발굴하고 요금제도 출시하는 등 사용화에 나설 예정이다.

이해성 상무는 “2020년 지자체, 대학연구소와 협력해 시범사업을 진행하고, 2021년 상용화를 목표로 노력할 계획”이라며, “향후 5G 전국망 구축이 완료되면 이를 통해 ‘스마트팜’ 서비스가 실행될 것”이라고 밝혔다.

이어 “농기계 시장의 진입을 시작으로 농장 자율제어 솔루션까지, 농가를 위한 원스톱 지원 체계를 갖춰나갈 계획”이라며, “이를 위해 다양한 업체와 상생협력 등 생태계 조성에도 적극 나설 것”이라고 말했다.

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