미국과 일본, 자율주행 트랙터·콤바인 등 농기계 상용화 단계
농진청, 전자화 기술 도입·자율주행 기술 적용 등 제품화 시도

▲ 무인 자율주행으로 벼 수확이 가능한 자율주행 콤바인을 일본 구보다가 1월 24일 교토시에서 선보였다.

자율주행이 농장의 지형과 작업환경을 인식하는 단계에까지 이르렀다. 스스로 주행하며 자동변속과 농작업이 가능한 자율주행 농기계의 상용화가 곧 다가올 예정이다.

이에 농촌진흥청은 그동안 국내에서 연구된 농기계의 자율주행 기술이 조기 실용화될 수 있도록 테스트베드 구축과 인공지능 적용 등 자율주행기술 고도화를 추진한다고 최근 밝힌 바 있다.

이에 따라 농림축산식품부와 공동으로 상용화 연구사업단을 운영, 내년까지 Level 2(자율주행), 2020년까지 Level 3(자율작업)를 실현할 수 있는 트랙터의 상용화 기술을 개발할 계획이다.

일본은 자율주행 콤바인, 미국은 트랙터 시험 한창

자율주행 자동차나 자율주행 농기계가 진화를 거듭하는 가운데 일본에서는 자율주행 콤바인이 내년부터 ‘무인 벼 베기’ 작업을 할 것으로 보인다.

1월 25일 아사히신문 등에 따르면 일본의 농기계 대기업 구보다는 일본 기업으로는 처음으로 자율주행 콤바인을 개발해 선보였다. 2019년에는 시판할 수 있을 것 같다고 회사 측은 밝혔다.

이 콤바인은 벼 베기를 한 뒤 자동으로 탈곡이나 볏짚 처리까지 하는 기계로, 고령화로 농사에 어려움을 겪는 농가들의 고민을 덜어줄지 주목된다.

위성위치확인시스템 GPS를 활용해 운전자 없이도 논에서 자율적으로 주행하는 게 특징이다. 이 콤바인에는 쌀 수확량이나 당분 성분을 계측할 수 있는 센서도 내장, 5∼20m마다 데이터를 수집한다. 논의 장소별 수확 상황 차이를 파악, 다음 해 모내기 때 비료의 양을 조정할 수 있다.

콤바인이 벼를 베는 부분은 종전에는 탑승자가 해당 농지의 요철에 맞춰 조작해야 했지만 이 제품은 센서를 사용해 자동으로 조절한다.

가격은 자율주행 기능이 없는 콤바인보다는 10% 정도 높아질 전망이다.

일본에서는 농업 인구의 감소와 고령화가 해마다 심각해지고 있다. 구보다에 따르면 농업으로 생계를 꾸리는 농가는 2000년 230만 가구에서 2015년 130만 가구로 크게 줄었다. 평균 연령은 67세다.

구보다는 2016년에는 직진할 때는 자율주행이 가능한 벼 이앙기를 판매했다. 2017년 여름부터는 사람이 감시할 경우 탑승자 없이도 작업하는 트랙터도 시험 판매하고 있다.

미국은 자율주행이 가능한 Level 3단계 수준 이상이며 존 디어(John Deere) 등의 농기계 제조업체에서 Level 4단계 트랙터 연구개발을 완료한 상태다. 다만 문제점으로 지적되는 고도 경사지 안정성, 장애물 회피성 등을 지속 보완 중에 있다.

존 디어의 반자동 트랙터에는 GPS(위성항법장치) 추적 모듈이 장착돼 있어 위치 기반 정보를 활용한 정밀 농업 및 자율이동이 가능하다. 아그코(AGCO)는 유인 선행 트랙터를 따라 자율주행하는 무인로봇시스템과 주행경로를 따라 조향 및 주행속도를 제어하는 연구개발을 추진 중이다.

자율주행 농기계 기술수준 및 연구동향

우리나라의 경우 Level 1~2단계 수준이며 기술격차는 최소 5년 이상으로 추정된다. 자율주행 트랙터, 제초로봇 등의 연구개발이 추진됐으며 실용화 준비 단계에 있다. 다만 전자제어 트랙터 기술부재와 생산기반이 미흡하다는 실용화 한계를 노출하고 있다.

2015년 트랙터 세계시장 규모는 504억 달러(177만 대) 수준이며 2019년에는 700억 달러를 상회할 것으로 시장조사기관인 프리도니아(Freedonia)는 밝히고 있다. 이 중 자율주행 트랙터 세계시장 규모는 2015년 6억 달러 수준이며 2023년에는 12억 달러, 2050년에는 450억 달러 규모로 늘어날 것으로 골드만삭스(Goldman Sachs)는 예측하고 있다.

우리나라 트랙터 시장 규모는 약 6000억 원 수준이며 내수 이외에 수출물량이 지속적으로 늘어나고 있어 지속적인 무인 주행 트랙터 기술개발을 통한 수출산업화가 기대된다.

▲ 미국 CHN사 무인 자율주행 트랙터

“자율주행이 미래 혁신동력 기대”

농기계 산업은 독자적 연구개발(R&D) 역량 부족으로 전자제어 엑추에이터(Actuator) 및 ICT(정보통신기술) 부품을 적용한 고품질 농기계의 생산기반 구축에 어려움을 겪어왔다.

하지만 최근 들어 첨단기술 산업화를 위한 국가 연구개발의 적극적 지원으로 일부 기업에서는 트랙터 전자화 기술도입과 자율주행 기술을 적용한 트랙터의 제품화 시도가 이뤄지고 있다.

일례로 지난해 동양물산기업 등 6개 산학연 컨소시엄은 산업통상자원부의 지원으로 110kW급 Level 2단계 자율주행 트랙터 시제품을 개발해 상용화를 준비하고 있다.

자율주행 농기계의 조기 상용화를 위해 농식품부·산자부는 핵심부품 개발 및 상용화 연구를 진행하고 농진청은 신뢰성 평가·실증단지 구축, 자율주행기술 고도화를 부처 간 협업으로 추진할 계획이다.

이를 위해 농진청은 자율주행 농기계 성능, 안전성 검증 기준 및 평가방법, 운용가이드라인 등을 마련하고 지능형 농기계의 시험과 평가를 위한 테스트베드도 지원한다.

이와 함께 국내 자율주행기술 고도화를 위해 이번 업무협약을 맺은 전북대 지능형 로봇연구소와 인공지능 적용 연구과제도 공동으로 추진한다.

이승기 농진청 농업공학부장은 “자율주행기술이 우리 농업의 미래 혁신동력으로 기대된다”며 “제어성능과 안전성을 높이고 국제규격을 적용해 개발함으로써 선진국과 차별화된 중소형 자율주행 농기계로 글로벌화를 이룰 계획”이라고 밝혔다.

이지현 기자  webmaster@k-today.com

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