"로봇이 딸기도 따네"...농촌 풍경 바뀐다

"아침에 농장에 나와보면 한쪽에 딸기 트레이가 차곡차곡 쌓여 있는 거죠. 밤새 로봇이 혼자 돌아다니면서 따놓은 딸기들입니다."

변성호 비욘드로보틱스 대표가 그리는 농장의 풍경이다.

이 회사가 만든 딸기 수확 로봇은 밤새 혼자서 농장을 돌며 딸기를 따고, 트레이를 갈아 끼우고, 일이 끝나면 충전 도킹 스테이션으로 돌아간다. 농부는 새벽 노동 대신, 아침에 나와 포장과 출하에만 집중하면 된다.

비욘드로보틱스는 지난 9월 전북 김제의 스마트팜 농가 '베리라이스'와 국내 최초로 상업용 딸기 수확 로봇 임대 계약을 체결했다. 연구·시연 수준을 넘어서, 농가가 실제로 돈을 지불하고 로봇을 쓰기 시작했다는 의미다.

이 달에는 충남 논산 지역 스마트팜(잠뱅이 딸기농장)에 들어갈 판매 계약도 확정했다. 농업용 수확 로봇이 한국 농업의 현실로 들어오기 시작한 것이다.

기자는 서울 마포 서울창업허브에 입주해 있는 딥테크 스타트업 비욘드로보틱스를 찾아 변성호 대표에게 '피지컬 AI' 농업 혁신의 현재와 다음 단계를 물었다.

비욘드로보틱스 변성호 대표(왼쪽)와 정영훈 COO (사진=비욘드로보틱스)

"로봇으로 뭘 할까 고민하다, 가장 어려운 문제로"

비욘드로보틱스의 시작은 제조·물류 자동화 엔지니어의 오래된 고민에서 출발했다.

"로봇으로 뭘 해야 할지 몇 년을 고민했습니다. 예전 회사에서 계속 물류·정밀생산 자동화를 하다 보니, 로봇이 쓰이는 현장은 너무 익숙했거든요. 그런데 우연히 전시회에서 딸기 수확 로봇을 보고 생각이 완전히 바뀌었어요. '저 정도면 우리도 할 수 있겠다'는 개발자 마인드로 시작했다가, 지금은 농업 쪽이 진심이 됐습니다."

변성호 대표와 정영훈 COO는 모두 LG전자·씨메스 출신이다. 다만 처음부터 함께 창업한 건 아니다. 변 대표가 2023년 8월 먼저 법인을 설립해 1년 만에 시드 투자와 팁스를 따냈고, 이후 씨메스 IPO까지 마치고 나온 정영훈 COO가 앤틀러코리아 창업 프로그램을 거쳐 합류했다.

"창업하고 보니 코파운더가 정말 절실했습니다. 저는 기술·제품 개발에 집중하고 있었고, 비즈니스·전략·마케팅을 맡아줄 사람이 필요했거든요. 마침 정 이사님이 창업 프로그램에 계셨고, 로봇과 B2B 비즈니스를 잘 아는 분이라 자연스럽게 합류하게 됐죠."

두 사람 모두 농업과는 접점이 없었다. 주변에 농사짓는 친척도 없었다. 그럼에도 농업으로 들어간 건, 현장에서 만난 농민들의 말이 마음을 움직였기 때문이다.

"처음엔 저희도 고민했어요. '소규모 농가가 이런 로봇을 쓸까?' 그런데 직접 만나 보니 인력난이 상상 이상이었습니다. '이런 로봇만 있으면 농사를 계속 지을 수 있을 것 같다. 없으면 이제 힘들어서 못 하겠다'라는 얘기를 너무 많이 들었어요. 가장 어려운 문제일수록, 우리가 가진 전문성과 실행력으로 풀어낼 수 있다면 의미 있는 혁신이 되겠다는 생각이 들었습니다."

비욘드로보틱스가 말하는 '피지컬 AI'의 철학은 명확했다. "현장에서 실제로 사용되고, 스스로 돌아다니며 일하는 생산성 높은 무인 자동화 로봇 솔루션을 만드는 것. 사람이 없어도 실세계에서 스스로 일하고 운영되는 지능형 로봇 시스템을 만들자는 목표로 비욘드로보틱스를 시작했습니다."

"제조·물류보다 훨씬 험한 곳"

로봇 엔지니어 출신에게 농업은 가장 난이도 높은 환경이다. 변 대표는 "왜 그동안 아무도 못 했는지 몸으로 알게 됐다"고 털어놨다.

"제조나 물류는 로봇이 어디 있고, 집어야 할 물건이 어디 있는지 정보가 명확합니다. 주변 환경도 완전히 통제되죠. 농업은 정반대입니다. 바닥은 울퉁불퉁하고, 로봇이 돌아다니면 주변 환경이 계속 바뀌고, 딸기 모양·크기·색은 전부 다릅니다. 햇빛이 들었다 나갔다, 밤에는 또 완전히 다른 모습이고요. 딸기 한 포기에서 한 번에 10~20개씩 열매가 나오는데, 위치·깊이가 다 다르니까 로봇 입장에선 정말 까다로운 문제입니다."

딸기 수확은 특히 새벽 시간 작업이 많다. 신선도를 위해 이른 시간에 따서 바로 선별·포장 후 출하해야 하기 때문이다. 이 시간대에 일할 사람을 구하기는 더 어렵고, 인건비도 높다.

"야간 수확을 제대로 하는 로봇은 전 세계적으로도 몇 개 안 됩니다. 해외에서 개발 중인 로봇들도 영상 보면 대부분 낮에 따고 있거나, 밤에는 형광등처럼 불을 환하게 켜놓고 작업합니다. 그런데 농민들은 '그렇게 밤에 환하게 켜놓으면 생장에 안 좋다, 그건 못 쓴다'고 하세요. 그래서 저희는 팔에 극소형 저조도 조명을 달고, 필요한 지점만 비추면서 3D 비전으로 인식하는 방식을 개발했습니다."

"농가가 가장 힘든 한 가지에 올인"

비욘드로보틱스는 딸기 수확 한 가지에 집중하기로 했다.

"여러 작업을 한다는 건 매력적인 콘셉트지만, 현실 농가에서 당장 가장 절실한 건 '수확'이었어요. 농사 지으시는 분들을 만나보니, 수확 하나만 잘해줘도 로봇을 쓰겠다는 공감대가 명확했습니다."

한 가지에만 집중하려면, 그만큼 성능과 경제성을 모두 끌어올려야 한다. 비욘드로보틱스가 선택한 키워드는 '가성비'다. 여기엔 꽤 현실적인 계산이 깔려 있다.

"농민들이 항상 하시는 말씀이 있습니다. '아무리 좋아도 1억 넘으면 못 쓴다.' 그래서 아예 처음부터 투자대비수익률(ROI)을 기준으로 잡았습니다. 숙련 인력을 쓰는 비용을 연 3천500만원 정도로 보고, 로봇 가격을 1.5~2년 안에 회수되도록 맞추는 게 목표였습니다."

이를 위해 비욘드로보틱스는 고가의 하이엔드 로봇팔 대신, 저가·저사양 로봇암을 가져와 소프트웨어로 커버하는 전략을 택했다.

"다른 회사들은 로봇암 한 대 가격이 1천500만~2천만원까지 올라가는 경우가 많습니다. 저희는 그 절반 이하 가격대의 하드웨어를 쓰면서, 대신 소프트웨어 최적화로 속도와 정밀도를 최대한 끌어올렸습니다. 올해 초만 해도 분당 3~4개 따던 속도가, 지금은 팔 하나 기준 분당 7~8개 수준까지 올라왔고요. 팔 두 개를 장착하면 분당 14~16개, 숙련 인력(분당 17~20개)과 거의 비슷한 수준입니다."

정확도도 중요하다. 변 대표는 "수치 뒤에 숨지 않겠다"며 실제 현장 기준을 솔직하게 설명했다.

"정확도 95%라는 건 100개 중 5개를 망가뜨린다는 뜻이 아닙니다. 100개 중 95개를 '딴다'는 의미고, 나머지 5개는 잎 뒤에 숨어 있거나, 다른 과를 상하게 해서 딸 수 없는 위치라 아예 건드리지 않도록 한 겁니다. 실제로 떨어뜨리거나 손상시키는 과실, 그러니까 실질적인 손실률은 1% 미만입니다. 일반적인 농장 환경에서도 수확률이 85% 정도 나오는데, 농가에서는 '이 정도면 사람에 뒤지지 않는다. 이대로만 따줘도 쓰겠다'는 반응을 많이 주십니다."

"사람 없는 새벽을 설계한다"

비욘드로보틱스가 강조하는 또 하나의 키워드는 '무인 순환'이다. 그냥 딸기만 잘 따는 로봇으로는 농가 입장에서 인건비 절감 효과가 제한적이다.

"2년 동안 농가를 다니며 가장 크게 깨달은 건, '수확만 잘 하는 로봇으로는 절대 구매까지 안 간다'는 점이었습니다. 딸기를 로봇이 열심히 따도, 사람이 옆에서 계속 트레이를 갈아주고, 충전하러 옮겨줘야 한다면 인력 대체가 안 됩니다."

그래서 비욘드로보틱스는 제조·물류 자동화에서 쌓은 경험을 살려 전체 프로세스를 통합하는 데 초점을 맞췄다.

로봇이 농장을 자율주행하며 딸기를 수확하고, 트레이가 가득 차면, 트레이 교환용 별도 로봇 시스템 위치로 이동시킨다. 가득 찬 트레이는 한쪽에 쌓고, 빈 트레이로 자동 교환한다. 작업이 끝나면 도킹 스테이션으로 복귀해 자동 충전한다.

"수확-이송-트레이 교환-작업 순환-충전까지 이어지는 완전 무인 루프를 설계했습니다. 아직 개선해야 할 부분이 많지만, 지금 프로토타입만으로도 '이 정도면 지금 당장 쓰고 싶다, 구매하겠다'는 반응이 나옵니다. 저희가 만드는 건 단순한 과채 수확 로봇이 아니라, 사람 없는 농장 운영을 가능하게 하는 피지컬 AI 자동화 솔루션입니다."

이 무인 순환 구조의 진짜 가치는 밤에 드러난다.

"딸기는 원래 밤에 따야 맛있습니다. 많을 때는 농장주들이 전날 밤부터 안 자고 새벽까지 수확을 하세요. 저희 목표는, 밤 사이에 로봇이 70~80%만 수확해줘도 나머지 20%는 다음 날 사람이 한 번 훑으면서 마무리하는 구조를 만드는 겁니다. 아침에 농장에 나왔을 때 수확된 딸기 트레이가 쌓여 있는 경험을 한 번 해보신 농장주분들은, 삶이 바뀌었다고 느끼실 거라고 생각합니다."

"농민이 돈 내고 쓰는 로봇"

비욘드로보틱스의 딸기 로봇은 이미 두 건의 상업 계약을 따냈다. 2천평 규모 딸기 스마트팜 전북 김제 베리라이스와 겨울 수확기 동안 최대 6개월 임대 계약을 맺었다. 충남 논산 잠뱅이 딸기농장에는 논산시 및 지역 대학과 연계해 약 7천만원 규모 판매 계약을 체결하기로 했다.

김제 농가는 인스타그램이 인연이 됐다. 다른 농가 사장이 비욘드로보틱스 시연 영상을 올린 걸 보고 먼저 연락해 왔다.

"올해 초부터 세 달 정도 그 농장에서 테스트를 했습니다. 처음엔 당연히 미숙했죠. 이상하게 딸 때도 있고, 속도도 느리고요. 그런데 세 달 동안 계속 현장에서 개발하다 보니, 밤에도 따고 낮에도 잘 따고, 속도도 거의 두 배 가까이 빨라지는 걸 사장님이 바로 옆에서 보신 거예요. 스타트업의 빠른 개선 속도를 현장에서 실시간으로 확인하셨고, 그 과정에서 신뢰가 쌓였습니다."

비욘드로보틱스는 이 계약을 연구가 아닌, 진짜 상업화의 출발점이라는 데 의미를 둔다.

"한국에서 '딸기를 로봇이 딴다'는 말은 10년 넘게 연구로만 존재했습니다. 농진청을 포함해 굉장히 오래전부터 시도가 있었지만, 돈을 받고 실제 농가에 공급된 사례는 한 번도 없었습니다. 김제 농가와의 계약은 프로토타입 단계에서 '기술 데모를 넘어, 농가가 실제로 돈을 지불하고 싶을 만큼 신뢰받는 로봇'이 됐다는 걸 보여줬습니다."

충남 논산 스마트팜에 들어갈 판매 계약은 논산시·농업기술센터·지역 대학이 함께 참여하는 실증 프로젝트 성격을 띤다. 수확 로봇을 운영하면서 농업 데이터 취득과 교육·시연까지 동시에 진행한다.

여기에 더해 익산·양평·대구·천안·금산·산청·서산·홍성 등 전국 딸기 농가와는 대량 공급을 전제로 한 논의가 진행 중이다. 일부 영농단지에서는 수십 대 규모 물량도 협의하고 있다.

"솔직히 아직은 저희 생산 캡파가 따라가지 못해서, 일부는 계약을 고사하는 상황입니다. 프리A 투자도 준비하고 있어서 무리하게 달리기보다는, 흑자 도산만 피하자는 마음으로 신중하게 보고 있습니다. 다만 이런 수요들이 제대로 터지기 시작하면, 내년에는 곧바로 수십억 매출로 이어질 수 있는 구조라고 보고 있습니다."

"딸기에서 토마토·파프리카로, 데이터 기반 스마트팜으로"

비욘드로보틱스의 로드맵은 단기·중기·장기 단계로 나뉜다. 단기적으로는 국내 딸기 수확 시장 선점에 집중한다. 문의가 몰려오는 만큼, 생산 역량 확보와 제품 안정화가 시급하다. 중기적으로는 해외 진출과 작물 라인업 확장을 준비 중이다.

"미국·유럽·호주처럼 시설원예 환경이 좋고 인건비가 높은 국가들은 농업 자동화 수요가 매우 큽니다. 딸기 수확·선별·이송까지 가능한 AI 로봇 솔루션을 수출하고, 이후 토마토·오이·파프리카·고추 같은 고부가가치 작물로 확장하는 게 중기 계획입니다."

장기적인 그림은 농업을 넘어 F&B·물류·제조·유통까지 확장하는 '피지컬 AI 플랫폼 기업'이다. 그 핵심에는 데이터가 있다.

"지금 스마트팜이라고 하면 많은 분들이 AI가 다 알아서 환경 제어해주고, 사람은 신경 안 써도 되는 것으로 생각하시는데, 실제로 가보면 그렇지 않습니다. 자동화 설비는 있지만, 언제 온도·습도를 어떻게 조절할지에 대한 의사결정은 여전히 농장주가 작물 상태를 직접 보고 판단해야 합니다. AI가 제대로 쓰이지 못한 이유는, 결국 좋은 데이터가 부족해서입니다.”

비욘드로보틱스는 수확 로봇을 시작으로, 농장 곳곳을 돌아다니며 작물 상태·환경·시간·위치를 통합적으로 수집하는 데이터 수집 플랫폼을 만들겠다는 계획이다.

"수확 로봇만으로도 농가에는 충분한 가치가 있지만, 저희 입장에서는 그 과정에서 나오는 데이터가 더 큰 자산입니다. 작물의 상태와 온도, 습도, 시간대별 이미지들을 방대한 양으로 축적해 나가면, 나중에는 정말로 스마트팜이 AI 기반으로 돌아갈 수 있는 기반을 만들 수 있다고 봅니다. 저희는 그 기반을 만드는 회사가 되고 싶습니다."