초록 ▼

1. SFS 융합연구단 일반현황
1-1. 융합연구단 목적
○ SFS융합연구단은 2015년 10월 15일부터 총 3년 동안, 국내 스마트팜 산업의 글로벌 경쟁력 확보를 위한 상용화 솔루션 개발을 목표로 한국과학기술연구원을 중심으로 5개 출연연구소(한국전자통신연구원, 한국생산기술연구원, 한국에너지기술연구원, 한국식품연구원)들이 강릉에 집결하여 융합연구를 수행하였음

1-2. 융합연구단 운영체계
○ SFS융합연구단은 복합센서/제어 전용화 및 고도화, 생산 효율성, 정보 활용성, 경제성 확보라는 4개의 핵심가치에

1. SFS 융합연구단 일반현황
1-1. 융합연구단 목적
○ SFS융합연구단은 2015년 10월 15일부터 총 3년 동안, 국내 스마트팜 산업의 글로벌 경쟁력 확보를 위한 상용화 솔루션 개발을 목표로 한국과학기술연구원을 중심으로 5개 출연연구소(한국전자통신연구원, 한국생산기술연구원, 한국에너지기술연구원, 한국식품연구원)들이 강릉에 집결하여 융합연구를 수행하였음

1-2. 융합연구단 운영체계
○ SFS융합연구단은 복합센서/제어 전용화 및 고도화, 생산 효율성, 정보 활용성, 경제성 확보라는 4개의 핵심가치에 대한 현안해결 및 상용화를 위하여 총 6개 세부과제가 협업을 하는 형태로 구성
○ 총 6개의 세부과제를 통해 연간 61명의 인력이 연간 92억원의 예산으로 융합연구를 수행

1-3. 융합연구 수행체계 및 전략
○ 세부과제의 연구목표는 최종적으로 스마트팜 통합솔루션을 도출하기 위한 방향으로 설정되었으며, 그 외 국내 스마트팜 현안 해결형 연구개발도 병행됨
○ 특히, 6세부는 2차년도에 사업화 추진팀을 신설하여 각 세부에서 도출된 솔루션을 통합 및 패키징, 국내외 시범사업추진, 스마트팜 특수목적법인 설립 등 사업화의 중추적인 역할을 담당. 또한, 강한 IP 도출 및 스마트팜 경제성 분석을 위한 외부 전문가 그룹과 연계하여 향후 SFS융합연구단 스마트팜 상용화 기술 적용한 비즈니스모델을 도출함
○ 세부과제 별 로드맵은 각 세부가 목표로 하는 상용화기술(제품, 서비스)을 최종제품(End Product, EP)이라 정의하고, 세부별 EP 달성을 목표로 최종제품로드맵(EPR, End Product Roadmap)을 작성
○ SFS융합연구단의 융합연구 수행에 있어 가장 차별화된 전략은 EPR 설정을 통한 철저한 상용화 추진에 있음
○ 3차년도 상반기에 각 세부별 EP를 모두 도출하였으며 하반기에는 SFS 전체 솔루션 EP를 패키징함으로써 최적의 개별 솔루션을 만들었으며, 시장 요구 맞춤형 제품/서비스의 통합 및 세분화를 위한 단위모델로 제시

2. 융합연구단 임무달성 성과
2-1. 주요 연구내용
○ SFS융합연구단이 수행한 핵심가치 및 세부과제별 주요 연구내용

2-2. 핵심가치 별 주요 성과
1) 핵심가치 1 – 복합센서/전용화 및 고도화
○ (질적 성과 요약) 고정밀, 고내구성 스마트팜 전용 복합환경센서, 작물 생육계측센서 연계 스마트팜 복합환경제어시스템 통합 솔루션의 상용화를 통한 외산 의존 극복
- 스마트팜의 정밀재배환경 관리를 위해서는 센서 및 센서 연계 복합환경제어시스템이 요구되나 기존 국내 제품의 성능 및 기능 고도화가 미미하여 고가의 외산센서-복합환경제어시스템에 의존
- (아이디어와 구현 현황) 국내 센서의 성능 신뢰도 낮음 → 고정밀, 고내구성 복합센서 개발, 고가 복합환경제어시스템 외산 의존 → 비용 절감 및 국내외 상용화 촉진을 위한 무선통신기술적용 표준 기반 개방형 복합환경제어시스템 개발 및 외산 최고 성능 대비 동등 기능 구현, 외산과의 기술 차별성 → 작물 생육계측 기술 적용 생육관리 모니터링 및 생산량 예측 기술 개발
- (기술적 수월성) 국내 최초 스마트팜 환경센서 내구성 및 정밀도 검증 체계 하에 복합센서 개발 및 검증, 외산이 제공하지 않는 작물 생육계측 기술 적용으로 차별화, 복합 환경 및 생육계측 센서기술, 복합환경제어기술이 통합된 솔루션 개발 및 상용화로 시스템 수준에서의 외산 대비 수월성 확보
- (수월성의 대외 인정과 가능성) 개발 센서 및 제어시스템을 국내 강릉, 천안 스마트팜에서 목표 성능 실증을 진행 중이고, 태안 등 대규모 스마트팜으로 실증사업을 확장할 계획. 또한, 개발 기술의 기술이전을 통한 사업화가 이미 진행 중으로 현장 실증 연계 기술이전을 통한 수월성 증빙이 가능
- (기술의 가능성과 전망) 복합센서/전용화 및 고도화 기술은 현재 중소형 온실 뿐만 아니라 대규모 스마트팜에 적용될 수 있도록 개발되고 있고, 향후 정밀 노지농업 및 축산, 양식에도 적용될 수 있어 4차산업 혁명 대응 차세대 농업기술 개발에 연계-발전될 것으로 기대

2) 핵심가치 2 – 안정생산
○ (질적 성과 요약) 온실 작업 정보 획득 및 이송 로봇 도입을 통한 노동력 절감과 I.O.E(PrecIse Control & PrOductivity up & Energy cost down). 온실 에너지 공급/관리 솔루션 적용을 통한 생산성 향상, 비용 절감 편익 극대화
- (아이디어와 구현 현황) RFID 기술을 이용하여 작업 정보의 자동획득이 가능하고 IoT 기술을 적용하여 작업 정보가 실시간 반영되는 시스템 구현. 자율주행 기능에 호출, 복귀 기능이 구현된 이송로봇 개발. 재생에너지 복합열원을 이용하여 설치 및 운전 비용 저감을 위한 Cascade 에너지 공급방식과 단일센서를 이용한 Multi-point 모니터링 시스템 및 IoT 기반 온실 열환경 정밀제어 기반을 구축함
- (기술적 수월성) 기존 직접 기록하던 다양한 작업 정보를 자동으로 기록할 수 있어서 기술 사용 편의성이 매우 높아짐. 국내 온실 규모 현황에 맞는 이송 로봇개발로 현장 보급 가능성 높음. 기존 시장보급 기술(전기보일러, 측/천창 제어 등)의 대체가 용이한 적정 기술(친환경 히트펌프, 온실 균일화 제어 등)을 개발 및 적용함으로써 기술적 수월성 확보를 통한 조기 시장진입 및 보급 달성
- (수월성의 대외 인정과 가능성) 이송 로봇의 기술이전 실시 완료 및 작업 정보관리 기술에 대한 기술이전 협의 중이며, 딸기 재배 비닐온실을 대상으로 한 실제 재배 조건하에서 성능 검증/ 추가적인 생산성 향상 요인의 지속 발굴을 통해타 작물(토마토, 파프리카 등) 분야로의 기술 적용 분야 확대 가능함. 복합열원을 이용한 Cascade 열공급방식을 발전소 온배수 활용 실증사업에 적용함으로써 확대 보급 가능성이 기대.
- (기술의 가능성과 전망) 작업 정보 관리에 대한 현장 요구가 높고, 영농 일지 등과 연계한 기존 시장 보완재 역할이 큼. 이송 로봇의 경우 중대형 스마트팜 농가에 대량 납품이 가능함. 국내 95% 이상의 시장을 차지하고 있는 플라스틱 온실대상 시장 보급 추진(2025년 20% 시장 대체 전망)/ 해외 극한 지역(중동, 몽골,러시아, 동남아 등)을 대상으로 한 기후 맞춤형 수출 상품화 모델 수립 및 진출추진(2025년 수출 5억불 달성 목표)

3) 핵심가치 3 – 스마트팜 정보활용시스템 연구
○ (질적 성과 요약) 스마트팜 농산물의 재배에서 유통까지 생성된 정보를 수집, 관리, 분석하여 시설운영의 효율화, 작물생육의 최적화, 생산성 및 수익성 극대화 등 각종 목적을 위한 의사결정을 지원함
- (아이디어와 구현 현황) 스마트팜 내부 정보와 외부의 관련 정보를 통합 연계하며, 생산된 농산물의 품질관리를 위한 솔루션을 제공하는 기능을 제공하며, 센서네트워크를 통해 수집되지 않는 기타 영농기록의 체계화를 통해 정보의 일관성 및 정보 신뢰도를 고취함. 정보의 활용성을 높이기 위해 정보사용자 친화적인 가시화 프로그램을 개발함
- (기술적 수월성) 딥러닝 기술을 이용한 95% 수준의 높은 숙도 인식 기술 구현 및 객관적 숙도 기반 유통환경 및 목적 맞춤형 품질예측 알고리즘 개발. 자동으로 기록된 작업 정보를 이용하여 편리한 영농 일지 기록 및 자기 영농정보 키워드 검색 기능 탑재. 스마트팜 내외부 빅데이터 모니터링 및 통합분석 편이화를 위한 맞춤형 차트 지원
- (수월성의 대외 인정과 가능성) 정보통합활용 시스템 기술이전 완료 및 지표기반숙도 인식 기술에 대한 SCI급 논문 투고 및 공동특허(한국생산기술연구원) 출원
- (기술의 가능성과 전망) 스마트팜 빅데이터 활용을 통한 과학영농 활성화, 영농이력 자동기록 시스템을 통한 빅데이터 확장 및 데이터 신뢰도 고취, 자동화된 숙도 인식 및 유통품질예측으로 농산물 품질 관리 고도화, 출하 및 수확 예측을 통한 계획영농 가능. 개발된 품질지표를 기반으로 한 수확로봇 및 자동선별 시스템 개발 추진

4) 핵심가치 4 – 스마트팜 상용화 기술 경제성 확보
○ (질적 성과 요약) 한국형 스마트팜 통합솔루션 제품 개발 완료 및 포항, 태안 시범사업에 상용화 제품 적용 및 실증을 통한 경제성 확보
- 35억 투자유치를 통해 태안군에서 진행되는 스마트팜 시범사업에 SFS융합연구 개발 스마트팜 통합솔루션의 상용화 제품 도입 완료
- (아이디어와 구현 현황) 스마트팜 통합솔루션의 상용화를 위해 SFS융합연구단 기술출자를 통한 SPC 창업(㈜컬티랩스)과 상용화 제품을 적용하기 위한 지자체 기반 시범사업 추진
- (수월성의 대외 인정과 가능성) SFS융합연구단 출자기업인 ㈜컬티랩스는 태안 시범사업에서 스마트팜 통합솔루션 시스템 적용 계약을 통해 스마트팜 시스템 구축에 대한 기술 기반을 확보하였고, 3년간의 스마트팜 영농권을 확보하여 통합솔루션 기술 실증 및 사업 확장을 추진할 예정임
- (기술의 가능성과 전망) ㈜컬티랩스는 DATA를 기반으로 한 과학영농을 실현하기 위한 10가지의 비즈니스 모델을 도출하였고, 태안 시범사업을 통해 Integrated solution 사업과 영농사업, 아카데미 사업 등을 추진할 예정임. 향후 본 시범사업을 통해 확보하는 생육 데이터 등을 기반으로 농업 DATA 서비스 분야로의 사업을 확장할 계획임

2-5. 상용화 성과 요약
1) 사업화를 위한 기술이전 성과 (2018.11.24. 기준)
○ 3년간 15건의 기술이전 진행, 총 16.74억원의 기술료를 확보하였음
2) 창업 또는 고용성과
○ SFS융합연구단이 운영되는 동안 3건의 창업 및 5명의 창업 기업 고용이 이루어 졌음 (㈜컬티랩스, ㈜루코, ㈜아이오크롭스)

가) ㈜컬티랩스 창업 (기술출자 SPC)
○ 설립목적 : SFS융합연구단의 연구개발 결과물의 개발 기술 확산과 성공적인 시범사업 추진을 위해 2018년 2월 5일 특수목적법인(SPC) 설립
○ 창업을 위해 1세부 3개 특허기반 5,900만원의 기술출자가 이루어졌고, 5개 특허 기반 2건의 추가 기술이전을 완료하여, 총 7건의 스마트팜 관련 특허를 획득하였음

나) ㈜루코 창업 (기술출자기업)
○ 1세부 UV-C LED 기반 양액 살균기술 특허 2건, 광파장을 이용한 식물 생육(기능성분)제어기술 특허 1건의 기술출자를 통한 창업을 2017년 4월 9일 완료함
○ 총 3개 특허에 대한 기술가치는 1.71억원으로, ㈜루코는 총 자본금 5.27억원으로 출발하였고, 융합연구단 참여연구원 3명의 신규 기업 참여로 3명의 일자리가 창출되었음
○ 네덜란드를 중심으로 한 순환식 양액시스템 사용 스마트팜의 경우 현재 low to med pressure UV 램프 방식을 사용하고 있으나, 램프 내 수은의 환경규제로 2020년부터 UV-C 방식으로 전환되어 ㈜루코의 사업 확장이 기대됨

다) ㈜아이오크롭스 창업 (연구원 창업 기업)
○ 1세부 중량 기반 배지 함수율 측정 장치 특허 2건(기술가치 평가액 5,500만원)을 기반으로 참여 연구진이 연구원 창업을 진행하여 2017년 8월 8일 창업을 완료함
○ 사업화 제품은 배지 기반 양액 재배에서 관수 전략 수립에 도움을 주는 배지무게(근권부) 측정 장치이고, 측정 및 가공된 데이터는 클라우드 서비스를 이용하여 앱과 웹에서 확인할 수 있는 서비스를 제공하고 있음

3) 농가 시범사업을 통한 보급/확산 성과
○ SFS융합연구단 개발 기술을 실증하기 위해 국내 지자체 3곳과 (태안, 포항, 세종)연계하여 3건의 시범사업을 추진하였음

가) 태안 시범사업
○ 사업개요 : 태안군과 발전소 폐열과 연계된 ‘에너지 절감형 스마트팜 조성사업’을 추진하기로 합의하였고, 발전소 폐열은 태안군에 위치해 있는 (주)서부발전이 담당하기로 함. 이에 2017년 3월 13일 태안군-서부발전-KIST의 3자 MOU를 추진하였고, 각 기관의 역할을 정립하였음
○ 역할분담 : 태안군 사업은 1 ha의 첨단 유리온실을 통해 SFS융합연구단 통합솔루션을 실증하는 사업으로, (주)서부발전에서 생산되는 폐열을 에너지원으로 사용하고, 태안군의 농업용지로써 활용하지 못하고 있는 간척지에 스마트팜을 건립하며, SFS융합연구단에서 개발하는 모든 기술 요소를 적용할 수 있는 대규모형 스마트팜 통합 솔루션을 실증할 수 있어, 태안군-(주)서부발전-SFS융합연구단 모두가 만족할 수 있는 실증사업이 될 수 있었음
- 특히,태안군에 건립하는 1 ha의 첨단 유리온실 구축에 소요되는 비용(35억원)을 (주)서부발전이 출자하였고, 1 ha를 운영할 주체로 원북면영농조합이 설립되어, 서부발전-태안군-원북면영농조합-SFS융합연구단이 주체가 되어 농어업 상생협력재단의 심의를 2018년 2월 21일 통과하여, 최종적으로 1 ha 온실 구축에 필요한 비용을 최종 확보하였음
○ 추진경과 : 2018년 12월 완공을 목표로 현재 온실 및 시스템 구축을 진행하고 있음. 완공 후 향후 3년간 (주)컬티랩스가 위탁영농을 진행하여 SFS융합연구단 기술 실증을 진행 할 예정임

나) 포항 시범사업
○ 사업개요 : 포항시의 스마트팜 분야의 육성 계획의 일환으로 SFS융합연구단 기술을 포항 관내 기업이 기술이전 받고, 이를 포항의 시범사업에 적용해 달라는 요청을 받아들여 2016년 11월 11일 미래부-산업부-포항시 개최 공공기술이전 로드쇼에서 포항시와 MOU를 체결하였고, 시범사업을 진행하였음
○ 진행결과 : 포항시의 2017년 소득작목육성지원사업의 지원을 받아 구축된 500평 규모의 딸기 재배 온실에 2세부의 SFS복합환경제어기가 설치되었고, 2017년 12월 11일 스마트팜 시범단지가 오픈되어 2018년까지 2 작기가 운영되었음

다) 세종 시범사업
○ 사업개요 : 세종창조경제혁신센터의 에너지-IoT 스마트팜 테스트베드 구축 및 운영 요청에 따라 1세부, 4세부 주요 기술이 적용되어 스마트팜 배액 정화시스템, 에너지 관리 시스템 등이 설치되어 운영되었고, 2018년 2월 12일 테스트베드 오픈식 및 기술설명회가 진행되었음
○ 추진결과 : SFS융합연구단에서 개발한 “단동스마트팜 적정환경제어 및 작물활성/결로방지 제어기술”과 “스마트팜 배액 처리시스템”을 적용한 테스트베드를 구축하여 주변 창업을 위한 예비사업자들에게 기술을 홍보하고, 기존 스마트팜 전방산업체에서 원하는 지술 실증이 가능한 실증을 기술지원 하였음

4) SFS 스마트팜 상용화모델 해외 진출 성과
가) 몽골 시범사업 추진
○ 사업개요 : SFS융합연구단 개발 스마트팜 통합 솔루션의 사업화를 위해서는 국내 시장으로 시장 규모가 작다는 판단. 1차년도부터 해외 시장 개척을 위한 교두부를 확보하고자 컨설팅기관과 관련 조사 및 현지답사를 진행하였음. 2017년 10월 19일 강원도 농업기술원과 MOU를 통해 몽골 내 강원도농업타운 내 시범사업을 추진하기로 합의함
○ 추진경과 : 몽골 튜브도 강원도농업타운 내에 위치한 딸기 온실을 대상으로 SFS융합연구단 스마트팜 시스템을 (주)나래트랜드와 진행하였고, 2018년 딸기재배를 위한 단동형 솔루션을 150평 규모의 온실 2동에 적용하여, KIST 개발환경제어기 및 S/W와 양액제어 S/W를 설치하여 결로방지/작물활성 제어기술,기본 양액제어기술, 다겹측장제어 기술 등의 단동형 스마트팜 제어 기술을 적용하였음. 2018년 6월 25일 한국형 스마트팜 몽골 시범단지 개소식을 몽골 현지에서 진행하였음

3. 융합연구 성과확산 및 생태계 조성
1) 지자체 협력을 통한 스마트팜 시범사업 추진으로 성과확산 추진
○ SFS융합사업단의 3년간의 운영기간 동안 강릉, 천안에 3개의 실증팜이 운영이 되었고, 국내의 태안, 포항, 세종의 3개 시범단지, 해외의 몽골시범단지가 개소되어 진행되었음. 실증팜에서는 SFS융합연구단에서 개발된 개별 시스템의 테스트가 토마토, 딸기를 대상으로 성능테스트가 이루어졌고, 시범단지에서는 개별 기술이 결합되어 완성된 형태의 제품 혹은 패키지로 적용되어 작물 재배 실증이 이루어졌음
○ SFS융합사업단 이후 사업 기간 동안 개발된 기술이 향후 국내에서 보급/확산되거나 해외 진출을 위해서는 제품에 대한 신뢰성을 회복해야 하고, 이를 위해서는 각 시범단지에서 실증데이터를 확보하고, 이를 기반으로 기술고도화가 이루어져야 함
○ SFS융합사업단에서는 사업 기간 내에 12개 기업에 총 15개의 기술이 기술이전되었고, 각 시범사업에는 개별 기술이전 기업이 참여하여 진행되었음. 태안 시범사업은 SFS융합연구단에서 개발된 대부분의 기술이 적용되는 대표적인 스마트팜으로써, 향후 SFS융합연구단 기술이 국내/외에 소개될 수 있는 레퍼런스팜(reference farm)으로 활용될 예정임
○ 특히, 태안 시범사업이 진행되는 이원면 간척지 부지는 태안군에서 스마트팜으로 특화된 전문 영농단지를 개발할 목적으로 폐열 재이용시설사업(73억원), 수출전문 스마트팜 구축사업(2 ha, 60억) 등이 본 사업인 “한국형 스마트팜 테스트베드 구축사업”과 동시에 진행되고 있으며, 향후 아열대 기능성 원료 재배 실증 테스트베드 구축 사업 등이 추가적으로 진행될 예정임

2) SPC 창업을 통한 스마트팜 생태계 조성
○ SFS융합사업단의 상용화를 책임 질 목적으로 설립된 (주)컬티랩스는 창업 단계부터 스마트팜 통합 솔루션 및 SI (System Integration)만의 사업화를 목표로 삼지않고, 스마트팜 분야의 과학농업 실현을 목표로 5개 카테고리에서 10개의 세부 비즈니스 전략으로 구성된 종합적 비즈니스 전략을 도출하였음.
○ 이는, 궁극적으로 데이터 분석 역량을 바탕으로 한 스마트팜 integrated solution 연계를 주요 비즈니스 전략으로 삼고, 사업적 환경, 기회에 맞춰 Sub domain 들이 퍼즐을 맞추듯이 전체적인 Eco-system을 구성해 나가 스마트팜 비즈니스 분야의 시너지 효과를 얻기 위함임
○ 우선 초기 3년 안에는 태안 시범사업을 통해 스마트팜 SI Reference를 확보하고,스마트팜 비즈니스 setup을 위한 교부보로서 적극 활용할 예정임. 특히 전문 영농팀을 구성하고, 태안 테스트베드에서 3년간의 위탁영농을 통해 “스마트팜 SI+ 전문 영농”을 전문적으로 하는 독보적인 전문 영농 그룹으로써 확장할 예정이며, 이를 위한 스마트팜 설계-시공-감리를 위한 컨소시움을 구축할 예정임. 또한 태안 스마트팜을 스마트팜 교육 아카데미를 운영하기 위한 base camp로 활용하여 전문 인력 양성 사업을 추진함
○ 스마트팜의 HW/SW 기술에 국한되지 않고 환경정보, 작물 생육정보 등과 연계된 다양한 서비스를 농가 및 기업에 제공할 수 있는 농업 데이터플랫폼 사업을 국내에선 최초로 추진해나갈 계획임

3) SFS 기술 적용 산학연관 연계 스마트팜 2.0 산업생태계 조성에 기여
○ 우선 초기 3년 안에는 태안SFS 연구단에서 개발한 스마트팜 2.0 기술들과 정부부처, 대학, 기업들이 연계하여 1차적으로는 기업들이 새로운 스마트팜 서비스 산업을 만들 수 있는 기술력을 제공함으로써 해외의 선도 어그텍(AgTech,Agricultural+Technology)과 경쟁할 수 있는 역량을 제공하고 2차적으로는 국내 스마트팜 선도농가들의 생산량증대 및 농가수익 창출에 기여함

(출처 : 요약서 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 목차 ... 2
• 성과요약서 ... 3
• 제1장 일반현황 ... 28
• 제 1 절 융합연구단 일반현황 ... 29
• 1. 운영목적 ... 29
• 2. 운영체계 ... 30
• 3. 조직현황 ... 30
• 제 2 절 융합연구 현황 ... 32
• 1. 융합연구 수행체계 ... 32
• 2. 주요 연구내용 ... 34
• 제2장 융합연구 임무달성 ... 38
• 제 1 절 융합연구 효과 ... 39
• 1. 임무달성 현황 ... 39
• 2. 융합연구 효과 ... 51
• 제 2 절 융합연구 실적 ... 57
• 1. 목표달성도 ... 57
• 2. 성과 우수성 ... 238
• 제3장 융합연구 성과확산 ... 258
• 제 1 절 융합성과 창출 및 활용 ... 259
• 1. 융합성과 창출 ... 259
• 2. 융합성과 활용 ... 266
• 제 2 절 융합연구 및 성과 지속성 ... 274
• 1. 융합연구 후속지원 ... 274
• 2. 융합성과 후속활용 ... 277
• 제4장 융합연구 생태계 조성 ... 280
• 제 1 절 융합연구 환경 조성 ... 281
• 1. 융합연구 환경 ... 281
• 2. 융합연구 성과 ... 285
• 제 2 절 융합연구 경영 ... 288
• 1. 연구단 운영 및 관리 ... 288
• 2. 위기관리 및 리더십 ... 290
• 끝페이지 ... 291