금산군, AWS 기반 스마트팜 솔루션 개발

충청남도 금산군은 아마존웹서비스(AWS), AWS 기반 부산 클라우드 혁신센터(CIC), 농업 기술 스타트업 디지로그 등과 협력해 깻잎 농장 스마트팜 솔루션인 온실 안전 지킴이(G-Smart)를 개발한다고 7일 발표했다.

G-Smart는 AWS 머신러닝(ML) 기술을 활용해 깻잎의 상태를 분석하고 온실의 대기 순환을 자동으로 조절하며, 노동력을 절감하고 최적의 깻잎 재배 환경을 조성한다. 이 협업은 G-Smart를 활용해 농업 종사자의 1인당 하루 노동 시간을 2시간 절감시켜 생산성을 최대 25% 향상시키는 것과, 연간 농작물 생산량을 5% 증가시키는 것을 목표로 한다.

부산시의 지원을 받고 있는 AWS 기반 부산 CIC 는 정부 기관, 교육 기관 및 비영리 단체와 장기적인 협력을 추구한다. 작년 3월 금산군은 지역 농업 종사자가 직면한 과제를 파악하고자 부산 CIC와 첫 스마트팜 챌린지 워크숍을 진행했다. 워크숍에서 컴퓨팅, 분석, 스토리지, ML 등을 포함한 AWS의 첨단 클라우드 기능을 활용해 더 효과적이고 과학적인 깻잎 재배 솔루션을 고안했고, 디지로그에서 G-Smart의 프로토타입을 개발했다.

고품질의 깻잎을 재배하려면 농부는 온실의 공기 순환 상태를 세심하게 조절하고, 습도를 낮추고, 최적의 온도를 유지해야 하며, 광합성을 위한 최적의 이산화탄소 농도를 설정해야 한다. 이러한 과정이 없다면 온실 내부의 곰팡이 질병과 제대로 관리되지 않은 대기 상태로 인해 깻잎 생산 및 판매가 감소하게 되고, 심지어 작물이 죽을 수 있다.

농부들은 대개 과학적 데이터보다 그간의 농작물 재배 경험에 주로 의존해 깻잎 재배 환경을 관리해 왔다. 수동으로 온실 통풍을 조정하기 위해 하루에 몇 번씩 창문을 여닫고, 농작물의 상태를 지속적으로 모니터링하는 등의 작업을 해야만 했다. 이 과정은 시간이 오래 걸리고 자원이 많이 소요되어 농부들이 농작물 질병, 병충해 또는 예상치 못한 기상 상황에 쉽게 대처하기 어려웠다.

G-Smart는 재배 현황 전반을 한눈에 파악할 수 있도록 사물인터넷(IoT) 카메라와 센서를 사용해 깻잎 사진, 토양 상태, 기온, 습도, 그리고 수증기, 이산화탄소, 메탄, 아산화질소를 포함한 다양한 종류의 가스의 밀도 등과 같은 온실 내, 외부의 데이터 정보를 수집하고 처리한다. G-Smart는 완전 관리형 인프라, 도구 및 워크플로우를 통해 모든 사용 사례에 대한 머신러닝 모델을 신속하게 구축, 훈련 및 배포할 수 있도록 지원하는 AWS의 완전 관리형 서비스인 아마존 세이지메이커를 활용해 데이터를 분석, 잎 상태와 성장에 대해 파악한다.

금산군의 농부 박상영 씨는 스마트팜 솔루션 G-smart의 스마트폰 애플리케이션을 활용해 농장 내 다양한 정보를 확인한다.

G-Smart는 또한 머신러닝을 활용해 매우 정확한 예측을 제공하는 AWS의 완전관리형 서비스인 아마존 포캐스트를 통해, 농부들이 온실 안팎의 환경 변화를 예측할 수 있도록 돕는다. G-Smart는 이러한 정보 통찰력으로, 모바일 앱을 통해 농부에게 온실 창문을 언제 열고 닫을지, 얼마나 열지 제안할 수 있어 농작물 재배를 최대화할 수 있도록 돕는다.

금산군은 제2특화작물인 잎들깨 농장을 위한 G-Smart 시스템의 정확도와 신뢰성을 높이기 위해 빅데이터 확보와 스마트팜 단지 조성을 목적으로 스마트팜 보급사업을 작년 12월까지 6개소, 올해 추가 5개소 농장에 지속적으로 진행하고 있다. 솔루션의 효과를 측정하고 세밀하게 조정한 이후, 전국의 깻잎 농장에 솔루션을 설치하여 수확량과 생산성을 높이는 것을 다음 목표로 하고 있다.

ML, 데이터 분석 및 저장 서비스를 포함한 AWS의 폭넓고 깊이 있는 기능을 활용해 금산군은 클라우드 기반의 혁신을 지속하고, 농업에 새로운 기술을 적용해 군 전역에 있는 약 2천개 농장에 스마트 솔루션을 도입해 세계 최대 깻잎 생산지가 되기를 기대하고 있다.

직접 농업에 종사했던 문정우 충남 금산군수는 "G-Smart가 금산군의 깻잎 농가에 가져올 기회들이 기대된다”며 “AWS를 활용한다는 것은 농부들이 필요할 때 언제든지 손쉽게 G-Smart 솔루션을 확장할 수 있다는 의미”라고 설명했다.

그는 “데이터 분석 및 머신러닝과 같은 첨단 AWS 기술은 농장 관리를 보다 과학적이고 효율적으로 할 수 있도록 도와주며, 시간 또한 절약해준다”며 “시범운영 기간에 G-Smart가 확보한 깻잎 환경 및 생육데이터를 활용해 다른 작물을 재배하는 농가 관리 또한 개선할 수 있어 금산의 농업의 미래가 매우 밝을 것으로 기대된다"고 밝혔다.

금산군 추부면의 농부 박상영 씨는 “G-Smart 개발에 나를 포함한 농부들이 재배 관련 고충을 분석하고 해결 아이디어를 제공하는 등 AWS와 디지로그, 금산군과 긴밀히 솔루션 개발에 참여하고 있다”며 “G-Smart를 통해 그동안 온실 환기를 걱정하며 보내왔던 시간을 더 건강한 작물을 재배하는 데에 쓸 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

그는 “G-Smart가 온실 관리 내역을 스마트폰으로 전송하고, 최적의 깻잎 재배환경을 유지하는 데 필요한 사항을 안내해 생산량과 안전성을 지속적으로 확보해 줄 것” 이라고 덧붙였다

서현권 디지로그 대표이자 세종대 스마트업융합학과 교수는 “디지로그는 AWS, 부산CIC와 협업해 첨단 클라우드 기술을 적용해 농업의 미래로 도약할 잠재력이 있는 현대적 솔루션을 구축할 수 있게 됐다”며 “스마트팜 프로젝트는 도시 인근 지역과 원거리의 농촌 지역 간의 기술 격차를 줄이는 데 도움이 될 것이라고 믿는다”고 강조했다.