초록 ▼

□ 연구의 배경
○ 2016년 열린 다보스 포럼에서 발표된 ‘4차산업혁명의 이해’를 시작으로 주요 선진국들은 각자의 실정에 맞춰 4차산업혁명을 주도해 나가고 있음.
○ 미국의 경우 인터넷의 우위성을 최대로 활용하여 클라우드 서비스를 전면으로 내세우고 첨단제조업파트너십(AMP) 프로그램을 운영하고 있으며, 독일은 Industry 4.0 시대를 준비하고 있음.
○ 늦은 감이 있으나 우리나라 역시 범부처 차원의 4차산업혁명 관련 기술과 제도를 빠르게 정비해 나가고 있음. 농업 분야 역시 이런 거대한 흐름에 맞추어 전체 시

□ 연구의 배경
○ 2016년 열린 다보스 포럼에서 발표된 ‘4차산업혁명의 이해’를 시작으로 주요 선진국들은 각자의 실정에 맞춰 4차산업혁명을 주도해 나가고 있음.
○ 미국의 경우 인터넷의 우위성을 최대로 활용하여 클라우드 서비스를 전면으로 내세우고 첨단제조업파트너십(AMP) 프로그램을 운영하고 있으며, 독일은 Industry 4.0 시대를 준비하고 있음.
○ 늦은 감이 있으나 우리나라 역시 범부처 차원의 4차산업혁명 관련 기술과 제도를 빠르게 정비해 나가고 있음. 농업 분야 역시 이런 거대한 흐름에 맞추어 전체 시스템 전환을 추진해야 함.
○ 그 동안 우리 농업은 농가소득의 정체, 곡물자급률 하락, 농촌인구의 감소와 고령화, 나아가 기후변화 심화 등으로 인해 작물 생산이 계획대로 이루어지지 못해 어려움을 겪어 왔음. 또한 농산물의 생산량이 일정하지 못해 가격 역시 심하게 등락하고 있으며 소비자의 안정적 먹거리 확보에도 어려움이 있었음.
○ 이를 해결하기 위한 대안으로 농업 분야도 4차산업혁명 기술(IoT, 빅데이터, 무인드론, 로봇, 인공지능 등) 적용을 전략적으로 고려해야 할 때임. 특히 이 기술들은 생산단계에서 그치지 않고 장기적으로 유통, 소비 그리고 전후방 산업까지 접목되어야 시너지 효과 창출이 가능할 것으로 보임. 이는 현재의 우리나라 농업시스템이 한 단계 도약하는 기회의장이 될 것임.

□ 연구 방법
○ 연구 방법은 문헌조사, 정책자료, 선행연구자료를 수집·분석하였으며,농가 331명을 대상으로 스마트농업에 대한 농가 인지도 조사를 실시하였음. 주요 조사 내용은 스마트농업에 대한 인지도, 미래농업을 위한 스마트농업의 필요성, 4차산업혁명 기술별 경험 여부, 향후 활용 의향, 정책 건의 등임.
○ 두 차례의 전문가 조사를 실시하여 농업의 현안 문제 발굴과 스마트농업의 보급 확산을 위한 정책 우선순위(AHP분석), 기술수준 및 기술의 중요도 등을 분석하였음.
○ 공동연구는 네덜란드 와게닝대학과 수행하였으며 스마트농업을 선도하고 있는 네덜란드 현황과 실태를 파악하여 국내 정책 마련에 참고하였음.

□ 4차산업혁명과 스마트농업
○ 4차산업혁명 기술은 기반기술, 핵심기술, 응용기술로 나눌 수 있음. 기반기술은 인프라 구축기술이며, 컴퓨터의 용량을 크게 하는 하드웨어 기술과 알고리즘 성능을 개선할 수 있는 소프트웨어 기술임. 핵심기술은 사물인터넷, 빅데이터 분석, 인공지능, 딥러닝 등으로 구성됨. 응용 기술은 수요자가 직접 활용하는 기술로 자율주행농기계, 지능형로봇,무인드론, 농장을 자동으로 제어할 수 있는 앱, 농가의 경영형태 및 시설형태 등을 고려한 맞춤형 컨설팅기술, 농가의 영농활동을 위한 정보 제공 시스템 기술 등임.
○ 현재 우리나라 농업은 3차산업혁명 단계에 머물러 있음. 현장조사 또는 통계자료 등 정형화된 데이터를 수집하여 모델화하고 그 정보를 웹을 통해 농가에게 제공하여 농가가 스스로 컨트롤하는 정도임.
○ 진정한 스마트농업이 실현되기 위해서는 4차산업혁명 기술이 접목되어야 함. 자료 수집은 사물인터넷을 통해 자동으로 이루어져야 하며 생산·유통·소비, 전후방산업이 모두 연계되어야 함. 더 나아가 경영성과 관리 역시 자동으로 통제될 필요가 있음.

□ 농업인들의 4차산업혁명 관련 기술 활용 의향 분석
○ 농가조사결과, 농업·농촌을 위하여 가까운 미래에 4차산업혁명 관련 기술의 개발이 ‘필요하다’라고 응답한 비율은 71.0%로 많은 농업인이 4차산업혁명 기술에 대한 개발 필요성을 느끼고 있는 것으로 나타났음.기술별로는 정밀농업(77.4%)이 가장 높았고 다음으로 관리프로그램(77.2%), ICT(76.5%), 농용로봇과 드론(74.9%) 순으로 분석되었음.
○ 4차산업혁명 관련 기술이 상용화된다면 응답자의 72.5%가 ‘적극 도입(매우 적극 도입+적극 도입)’하겠다고 응답하였고, 기술별로는 생육관리프로그램(75.9%), 자율주행농기계(71.1%), 로봇 및 드론(70.6%) 순으로 나타났음.
○ 4차산업혁명 기술을 도입하고자 하는 가장 큰 이유는 ‘생산성 향상’이 가장 높았고(29.8%), 다음으로 ‘노동력 절감’(26.3%), ‘농산물 품질 향상’(15.4%) 순으로 조사되었음.

□ 국내스마트농업 기술수준
○ 우리나라 농림식품 기계·시스템 분야의 기술수준은 최고 기술보유국 미국(100%) 대비 75.0%로 주요 9개 국가 중 8위이며, 중국은 66.2%로 우리보다 낮은 수준임. 농업기계·시스템은 최고기술국(미국) 대비 76.6%로 추격그룹에 속하는 가운데 농업 자동화·로봇화기술(77.2%) 수준이 가장 높음.
○ 식품기계·시스템은 최고기술국(독일) 대비 68.0%로 추격그룹에 속하며 그중 식품 품질계측 기계·시스템기술(75.2%)의 기술수준이 가장 높고,식품 포장 기계·시스템기술(62.0%)은 가장 낮음. 임업기계·시스템 최고 기술국(미국) 대비 78.0%로 추격그룹에 속하며 임산가공 기계·시스템기술(85.5%)의 기술수준은 높고, 임산자원 품질계측 기계·시스템기술(73.2%)은 가장 낮음. 축산업기계·시스템은 최고기술국(네덜란드) 대비 76.5%로 추격그룹에 속함. 축산업 시설·환경 기계·시스템기술(83.7%)의 기술수준은 가장 높고, 축산물 생산 기계·시스템(68.6%)은 가장 낮음.
○ 스마트농업의 기술수준을 1세대, 2세대, 3세대로 나눌 경우 1세대는 센서를 통한 환경변화 모니터링과 편리성 증진, 기능제어 등 제어시스템으로 구성됨. 한국은 1.5세대로서 2세대인 일본을 추격하고 있음.

□ 농업현안 해결을 위한 스마트농업 적용실태 분석
○ 농업 분야별 현안을 탐색한 결과, 시설원예 분야는 생산성 증대, 생산비 절감, 품질 향상, 인건비 절감, 광열비 절감 등인 것으로 분석되었음. 이를 해결하기 위해 적용가능한 우리나라 4차산업혁명 관련 기술은 단순한 데이터 수집과 이를 클라우드로 저장하는 정도에 그치는 것으로 나타났음.
○ 축산 분야는 종축개량, 사료관리, 축사환경관리, 가임적기 판정, 방역 등이 현안인데 우리나라 농업 분야 4차산업기술은 데이터수집과 빅데이터분석, 클라우드 업로드 정도로 시설원예 분야보다는 다소 앞서 있음.
○ 유통 분야에서는 수급안정, 유통효율화, 품질 향상 등이 가장 큰 현안이며 이에 대응한 우리나라 4차산업혁명 기술은 축산 분야와 비슷한 수준으로 농업 분야의 4차산업혁명 기술 적용은 갈 길이 먼 것으로 판단됨.
○ 위 결과를 바탕으로 4차산업혁명 기술을 이용하여 경영성과를 제고하기 위한 전체시스템을 구상해 보았음. 먼저 IoT 기술을 이용하여 데이터를 수집하고(외부관리데이터, 환경관리데이터, 생육관리데이터 등),수집된 정형데이터와 비정형데이터를 결합하여 빅데이터 분석을 수행한 후 딥러닝, 시맨틱, 인공지능 기술을 통해 기술의 실행 수단인 로봇(파종-접목, 농약방제), 스마트 앱으로 자동제어를 실시할 필요가 있음.이것이 실현될 경우 비로소 스마트농업이 한 차원 성장하여 농가 경영성과 제고가 실현되고 현안 문제인 생산성 증대, 생산비 절감, 품질 향상, 소득 증대도 꾀할 수 있을 것임.

□ 스마트농업 발전을 위한 전략 우선순위 분석
○ 분석 결과에 따르면, 종합적인 대분류 전략에서는 ‘4차산업혁명 관련 인프라 구축’이 가장 시급한 것으로 나타났고, 다음으로 ‘비즈니스 모델 개발’이 필요한 것으로 분석되었음. 이는 IoT, 빅데이터, 센싱기술,클라우드컴퓨팅 등 관련 기술보다는 그 기술들이 실현될 수 있는 생태계 조성이 우선적으로 실현되어야 함을 의미함.
○ ‘4차산업혁명 인프라 구축’의 세부 항목 중에서는 ‘인력육성’ 방안 마련이 가장 필요한 것으로 나타났으며 ‘비즈니스 모델 개발’ 분야에서는‘자율주행농기계 개발’이 가장 필요한 것으로 분석되었음.스마트농업 보급확대 방안
○ 현재의 농업 생산, 유통, 소비 부문에 IT 과학기술이 접목된 스마트농업의 보급확대로 농업을 미래성장산업으로 도약시킬 필요가 있음.
○ 스마트농업의 목표는 ‘스마트농업을 미래성장산업으로 도약’으로 설정하였음. 이에 따른 추진전략으로 스마트농업 도입농가의 현장 지원전략, 스 마트농업 보급 활성화 전략, 스마트농업의 인프라 구축과 지속적으로 스 마트농업을 육성하기 위한 거버넌스를 구축하는 것으로 설정하였음.
○ 현장 애로지원은 초기 투자자본 지원 강화, 농가의 수준에 맞는 맞춤형 지원, 농가가 스마트농업을 도입하는데 필요한 서류, 인허가 등을 일괄처리할 수 있는 론칭시스템 구축, 투자 대비 성과의 불확신성 등을 없앨수 있는 선진농장 견학, 테스트베드 등에서 실습 등이 있어야 함. 기술 개발 및 보급확대 인프라 구축에서는 전문인력육성, 민간투자 활성화, 테스트베드 운영, 농업용 앱 개발이 필요함. 인프라 측면에서 법·규제·제도 정비, 개인정보 보호, 데이터 인프라 구축, 중장기 R&D 로드맵 작성 등이 요구되며, 거버넌스 체계 구축은 주체별 역량 강화, 컨트롤타워 설치운영, 산학연 네트워크 구축, 전후방 관련산업 육성 등이 필요함.

( 출처: 요약 4p )

Abstract ▼

Result and Implication of Research
As for the farmers’ awareness level on the 4th industrial revolution, it is shown that 63.1% of the respondents answered with ‘already knew’ implicating that the level of awareness on the 4th industrial revolution is high. It is also shown that the farmers belie

Result and Implication of Research
As for the farmers’ awareness level on the 4th industrial revolution, it is shown that 63.1% of the respondents answered with ‘already knew’ implicating that the level of awareness on the 4th industrial revolution is high. It is also shown that the farmers believe the effect of the 4th industrial revolution is mostly positive, and especially more on the production sector than consumption or agriculture sectors. It is investigated and proved that the level of understanding of robots for agriculture and drones in the 4th industrial revolution related technologies is high whereas that of understanding the technology such as cloud or big data, which does not apply directly to the agriculture site, is low.

Next we investigated the level of technology application for the 4th industrial revolution in order to solve the current problems in the agriculture sector. It is shown that increase in productivity, reduction in labor cost, reduction in light and heat expenses, improvement of quality, and management of livestock manure are the major issues in the facility horticulture and livestock industry whereas stability in supply and demand, and efficiency of distribution are issues in agricultural marketing. On the other hand, quality improvement, stability, price stabilization, and consumption trend in the consumption sector are the major issues. It is also shown that the level of the 4th industrial revolution related domestic technology used to solve these outstanding issues is data collection using the IoT, simple big data analysis, and commercial mobile phone applications. Thus it is true that we have not reached the level where comprehensive algorithms, big data analysis, AI, robots, and drones can be practically used.

The level of domestic technology on agriculture food, machine, and system is ranked 8th from the 9 major nations while it is 75% of that of the US, perceived to be the best technology nation. In detail, agriculture machine and system is 76.6%, agriculture automation and robot technology 77.2%, farm work machine and system 75.1% in comparison with the best technology nation (US). Given all the foregoing, the level of technology for domestic smart agriculture is 1.5 generation (1st Gen: sensor monitoring, 2nd Gen: optimized algorithm, 3rd Gen: automation stage without human labor) being in pursuit after Japan’s 2nd generation.

As a result of expert’s AHP analysis, the most important smart agriculture strategy is ‘training manpower’ followed by ‘R&D’, ‘establishment of data infrastructure’, ‘autonomous farming machine’, and ‘AI robot’ in order. The related infrastructure factors are ranked high rather than the core technologies of the 4th industrial revolution such as big data, AI, etc.

On the other hand, as a result of analyzing the policies related to both domestic and overseas 4th industrial revolution in the agriculture industry, it is obvious that we need to establish a system for data ownership, to supplement data security related regulation, to standardize information, and to set a right direction for policy making in order to prepare for potential risks of inaccurate forecast.

We believe that we need to promote extensive diffusion, and to establish infrastructure and governance system in order to apply the 4th industrial revolution technology in the domestic agriculture sector and to develop smart agriculture under the basic assumption that we need to solve difficulties of farming sites by priority. We need to prepare legal ground, for instance, regulatory reform and rearrangement of the legal system while the mid and long-term road map is needed for soft landing of the 4th industrial revolution technologies to be applied in the agriculture industry.
Furthermore, scaling up and collectivizing agriculture by rearrangement of the dry-field farming infrastructure would be needed to induce easier appli cation of new technology. Training professional manpower and complementation in intellectual property rights are also important factors.
Above all domestic farm households should be able to easily apply these relevant technologies. This all can be materialized only if it is accompanied by the effort of eliminating the uncertainty as per introduction of advance technology, and proper promotion.

( 출처: ABSTRACT 12p )

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 머 리 말 ... 2
• 요 약 ... 4
• ABSTRACT ... 11
• 목차 ... 16
• 표목차 ... 18
• 그림목차 ... 21
• 제1장 서 론 ... 24
• 1. 연구의 필요성 ... 24
• 2. 연구 목적 ... 26
• 3. 선행연구 검토 ... 27
• 4. 연구 범위 및 방법 ... 31
• 5. 연구 내용 구성 ... 32
• 제2장 4차산업혁명과 스마트농업 ... 34
• 1. 4차산업혁명의 정의 및 범위 ... 34
• 2. 4차산업혁명의 핵심기술 ... 37
• 3. 4차산업혁명과 스마트농업과의 연계 ... 39
• 4. 4차산업혁명 기술에 대한 농업인 인지도 ... 41
• 5. 스마트농업에 4차산업혁명 기술 적용의 시사점 ... 51
• 제3장 농업 현안 해결을 위한 스마트농업 적용 ... 54
• 1. 농업 부문 현안 문제 도출 ... 54
• 2. 분야별 현안 문제와 스마트농업 ... 55
• 3. 우리 농업의 변화 전망과 스마트농업 ... 65
• 제4장 국내외 4차산업혁명 기술 적용 사례와 시사점 ... 68
• 1. 사물인터넷(IoT) ... 68
• 2. 빅데이터 ... 73
• 3. 드론 및 로봇 ... 78
• 4. 인공지능(AI) ... 80
• 5. 국내외 적용 사례의 시사점 ... 81
• 제5장 스마트농업 기술수준 및 보급확대 인프라 구축 ... 86
• 1. 국내 스마트농업 기술수준 ... 86
• 2. 4차산업혁명 적용 가능 기술 및 개발 중인 기술 ... 89
• 3. 스마트농업 보급확대를 위한 인프라 구축 방안 ... 92
• 4. 스마트농업 기술의 중요도 ... 98
• 5. 시사점 ... 99
• 제6장 국내외 스마트농업 정책동향과 시사점 ... 102
• 1. 한국 ... 102
• 2. 미국 ... 105
• 3. 일본 ... 109
• 4. 중국 ... 113
• 5. EU 및 네덜란드 ... 116
• 6. 시사점 ... 122
• 제7장 스마트농업의 보급확대 방안 ... 126
• 1. 스마트농업의 목표 ... 126
• 2. 농업 현장지원 핵심 과제 ... 128
• 3. 스마트농업의 보급 활성화 핵심 과제 ... 128
• 4. 스마트농업의 인프라 구축 핵심 과제 ... 130
• 5. 스마트농업 확산을 위한 거버넌스 체계 핵심 과제 ... 131
• 참고문헌 ... 132
• 끝페이지 ... 136