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'열린 농업구상' 프로젝트로 기후변화 속 농사 방법 제시 / 실내서 작물 생산환경 설계…푸드 컴퓨터 시스템 개발도

세계 식량수요는 계속 증가해 오는 2030년께에는 올해 기준 세계 식량생산량의 약 2배 정도가 소요될 것으로 추산된다. 특히 미래농업의 모습은 계속 증가되는 수요에 대응해 식량을 안정적으로 공급하는 한편 생태계 파괴를 최소화하는 데 초점이 맞추어질 것으로 전망된다. 경지이용률 또한 도시발전과 더불어 감소하는 추세이므로 인구 1인당 경작면적은 계속 감소할 것으로 보인다. 이는 농업분야에서 4차 산업혁명에 대한 논의가 활발해지는 이유다. 국내에서도 20~40대 농민들을 중심으로 변화의 움직임이 두드러지고 있다. 미국 메사추세츠 공과대학(이하MIT)미디어 랩의 칼렙 하퍼 교수는 도시화가 가속화하고, 농업이 위기를 맞는 이 시점을 농업혁명의 전환기로 판단하고 관련 연구를 지속하고 있다. 그는 “미래는 컴퓨터가 우리 식탁을 지배할 것”이라며 식량생산 시스템을 새롭게 설계하고 있다.

 

△MIT 미디어 랩 연구소

 

MIT 미디어랩은 매사추세츠 공과대학교를 대표하는 연구소다. 이곳의 가장 큰 특징은 다양한 학문영역간 융합연구다. 핵심 기술로부터 직접 관련된 분야만 연구하는 것이 아니라 그 기술과 관련된 응용분야와 활용이 가능한 부분을 찾는 것이다.

 

MIT 미디어랩은 ‘인간과 컴퓨터의 상호작용’을 중심으로 많은 연구업적을 만들어냈다. MIT 미디어랩의 대형 프로젝트인 Open Agriculture

 

Initiative(열린 농업구상) 프로젝트는 전 세계 농부들에게 점점 더 예측하기 힘든 기후변화 속에서 농작물을 재배할 수 있는 방법에 대한 정보 등을 제공하기 위해 노력하고 있다.

 

MIT 미디어랩 시티 팜의 창립자 칼렙 하퍼 교수는 인터넷과 같이 열린 네트워크 구조를 농업 분야에 접목하기를 원하고 있다.

 

농업지식을 자유롭게 공유하고, 지식을 데이터화 시켜 최적의 모델을 만든 뒤 컴퓨터가 작물성장에 가장 완벽한 환경을 만들 수 있다는 게 그의 생각이다.

△원하는 기후 상황을 인간이 조작

 

MIT 칼렙 하퍼 교수와 그의 연구원들은 “컴퓨터와 정보통신 기술의 결합이 실내환경에서 새로운 농업 기회가 가능토록 한 것은 큰 의미가 있다”고 강조했다.

 

고밀도 도시 생활이 확산됨은 물론 기후 불안정과 취약성이 증가하고 있음에도 불구하고, 식량 안보를 유지하기 위한 많은 성과들이 나타나고 있는 것이다.

 

그들은 식량 생산 환경을 재조정 할 수 있다고 자신했다. 오픈 소스 소프트웨어 운동을 통한 네트워크 구축과 첨단기술의 결합이 이를 가능하게 할 것이란 것이다.

 

△푸드 컴퓨터 시스템

하퍼 교수와 연구진들이 개발 중인 플랫폼은 오픈 소스를 활용한 디지털 식량재배 시스템이다. 연구진은 이것을 푸드 컴퓨터라고 지칭했다.

 

하퍼 교수는 “최근 내가 발표한 논문 중 하나는 로봇 제어 시스템, 기후, 에너지 및 식물 감지 메커니즘을 사용해 통제된 환경을 조성하는 방법에 관한 것이다”고 소개했다.

 

이 같은 기술이 집약된 푸드 컴퓨터는 실내에서 원하는 기후를 모니터링하고 작동시켜 농산물 생산에 최적화된 환경을 설계할 수 있다.

 

푸드 컴퓨터의 센서는 작물의 성장조건을 우선 모니터링 한다. 그리고 이용자가 설정한 법칙에 따라 빛 노출, 온도조절, 습도, 이산화탄소 농도 조절, 물주기 및 영양공급을 미세하게 조정한다. 현재까지 전 세계에 보급된 푸드 컴퓨터는 10대 미만이다. 대부분은 MIT대학과 보스턴 지역 공립학교에 설치돼있다.

 

푸드 컴퓨터를 활용한 식물재배는 토양을 이용하지 않는 대신 뿌리를 둘러싸고 있는 부분에 직접 영양분이 주입된다. 푸드 컴퓨터는 각 작물의 제어 소프트웨어의 제공과 함께 최상의 조리법도 제시할 수 있다.

 

푸드 컴퓨터는 본질적으로 모든 하이테크가 집약된 미니온실이다. 연구·개발 중인 푸드 컴퓨터는 크게 세 가지로 구분되고 있다. 탁상에 올려놓을 수 있는 개인용부터 소형 컨테이너 크기, 대형 창고에서 활용되는 기업용이다.

 

푸드 컴퓨터는 식물에 대한 엄청난 양의 데이터를 수집한다. 각 식물 당 약350 만개의 데이터가 일반인을 베테랑 농부로 만들어줄 수 있다.

 

하퍼 교수는 “디지털 인터페이스를 통해 더 많은 사람들을 농부로 육성할 수 있다”면서 “차세대 농민을 육성시켜 세계적인 식량대책에 기여하는 것이 내가 가장 집중하는 분야다”고 강조했다. 그는 이어 “궁극적으로 이 기술은 현재 중동 또는 북아프리카와 같이 많은 식량을 재배 할 수없는 많은 지역에서 유용할 것이다”고 설명했다.

 

△농업의 새로운 비즈니스 전략모델 수립

 

칼렙 하퍼 교수가 생각하는 농업은 음식을 생산하는 산업이다. 그는 식량안보위기가 고조되고 있는 현재 전 세계에서 음식물에 대한 혁명이 조용하게 진행되고 있다고 봤다.

 

하퍼 교수는 “소비자가 점점 농업생산에 가까워지려 하고 있다”며 “예전에는 생산된 농작물을 소비자가 섭취하는 데 그쳤지만, 미래에는 융합기술을 바탕으로 근본적인 변화가 생길 것”이라고 내다봤다.

 

우수한 품질과 기술결합은 이제 필수조건이며, 이를 따라올 수 있는 새로운 비즈니스 전략 수립도 중요해졌다는 게 그의 지론이다.

 

미래농업은 농민을 중심으로 요리사, 기업가, 학자, 과학자, 행동 경제학자 및 디자이너와 함께 소비자가 주도하는 모습이 될 것으로 예상된다. 아이디어의 움직임이 가속화되면서 농가에도 비즈니스 환경의 혁신이 필요해진 것이다.

 

● 칼렙 하퍼 교수는

- 미래 식량 시스템 탐구 농업 혁신 새 비전 제시

 

칼렙 하퍼는 MIT 미디어랩 OpenAG 이니셔티브의 수석 연구원이자 이사다. 그는 미래의 식량 시스템의 탐구와 개발을 위해 수많은 엔지니어, 건축가, 과학자로 이뤄진 그룹을 이끌고 있다.

 

그의 연구는 제어 환경 설계, 작동 감지, 제어 자동화 및 데이터 기반 자원, 에너지 및 생물학적 최적화에 중점을 두고 있다. 미디어랩 시티 팜 연구진은 오픈 소스 농업 하드웨어와 소프트웨어 데이터를 개발하고 있는 중이다.

 

또한 하퍼는 세계 경제 포럼(WEF)의 일원으로 농업 혁신 네트워크에 새로운 비전을 제시하고 있다. 그의 연구 성과와 비전은 타임지(TIME), 이코노미스트(The Economist), 허핑턴 포스트(Huffington Post) 등 언론 매체와 테드(TED), 내셔널 지오그래픽(National Geographic) 등에서 다뤄진 바 있다.

 

한편 그는 “미래의 농업 환경은 기술의 융복합을 절대 피할 수 없으며, 소비자와 가까운 통제환경에서 이뤄질 것이다”고 전망했다.

 

/이 기사는 지역신문발전기금을 지원받았습니다