[기획] 스마트팜의 도래, 5G 기술의 적용-④

김수진 기자 2019-09-03 13:10:00

[스마트에프엔=김수진 기자]
5G 기술 도입으로 농업 생산성과 농촌의 정주 여건이 크게 개선될 것으로 보인다.

농업 분야에서 주요국들은 5G 기술을 다양하게 적용하기 위해 노력하고 있다. 이미 완전 자율주행 트랙터와 트랙터 원격 진단 서비스를 개발 및 시범 운영 중이다.

무인 트랙터는 적용된 자율시스템을 통해, 한 사람이 두대의 트랙터를 조작 할 수 있다. 내장센서는 이동 경로에서 장애물을 식별하여 충돌을 방지, 사용자의 편리한 조작을 위한 태블릿 사용자 UI를 탑재하고 있다. 엔진제어장치인 ECU는 작동 조건에 따라 엔진 속도와 주행 속도를 자동으로 최적화하고 태블릿과 연동된 조종석의 카메라를 통해 작동 상태를 육안으로 확인할 수 있다. 또 GPS 이외에도, 원격 측정된 정보를 기지국으로 전송하게하여 트랙터의 위치에 대한 정밀도를 한 차원 높여 넓은 공간의 조정석으로 시야 확보를 보장한다.

무인트랙터 선진국 사례

트랙터 시장의 선도기업은 미국의 존디어 영국의 CNH, 일본 구보타, 미국 아그코로 예를 들 수 있다. 경작면적이 넓은 미국과 영국에서는 대형 농기계를 주축으로 하는 존디어와 CNH의 점유율이 높으며, 중소형 농기계 시장에서는 일본기업의 점유율이 높은 상황.

각 선도기업들은 인공지능(AI) 및 빅데이터를 트랙터에 도입하여 자율주행 무인 트랙터를 개발하고 있다.

존디어사는 완전 자율주행 트랙터에 가까운 트랙터 개발을 완료하였으며, 상용화는 시장 상황을 고려해 추진할 예정임. 존디어사는 2018년에 인공지능 개발업체인 블루리버를 인수하여 기계학습, 딥 러닝 기능을 장비에 추가하였으며 최근에는 5G를 이용한 네트워크 기술을 접목시켜 보다 효율적인 무인트랙터를 개발 중이다.

현재 경지 작업 중인 무인 주행 트랙터 두 대가 서로 정보를 공유하기 위해서는 클라우드 시스템에 데이터를 전송한 뒤 자료 처리 과정을 거쳐 다시 재전송받기까지 30~60초의 시간이 소모된다. 무인 주행 트랙터에 5G를 적용할 경우 통신 소요시간은 1초 이하로 줄어들며, 이는 두 대의 트랙터가 실시간으로 최적의 작업환경을 공유하여 효율성을 극대화할 수 있다.

일본은 농촌 지역 고령화 심화에 따른 작업능력 저하에 대처하기 위해 무인 자율주행 트랙터를 적극적으로 개발하고 있다. 구보다, 얀마, 이세키 등 대형 농기계 브랜드에서 무인 자율주행 트랙터를 2017년부터 출시하고 있으며, 가격대는 평균 900만~1,300만 엔(9,000만~1억 4천만 원)에 형성되어 있다. 파나소닉은 현재 4G 기반으로 개발 중인 자율주행 트랙터를 향후 5G로 업그레이드할 계획을 추진하고 있다.

중국은 신장 위구르 자치구에서 무인 트랙터를 시범운영하고 있음. 신장 지역은 이촌향도현상 으로 2005년에서 2019년 동안 농업노동력이 약 11%(5,800만 명) 감소함. 이에 따라 BUSTC(Beijing Unistrong Science & Technology Cooperation)는 바이두 위성 항법시스
템10)과 5G 기술을 접목시켜 자율 운행 트랙터를 개발한다.

숙련된 운전자가 트랙터를 조종할 경우 하루당 약 13ha의 면적에 경운 ․ 비료살포 ․ 파종을 할 수 있으나, 자율주행 트랙터는 하루에 20ha를 처리할 수 있음. 현재 센서 및 드론을 통해 경 작지의 습도, 해충, 잡초 정보를 파악하여 5G를 통해 트랙터에 전달하고 있으며, 이를 통해 돌발 상황에 대한 실시간 대응이 가능해진다.

국내 무인트랙터 개발사례

이어 국내에서는 LG 유플러스와 LS 엠트론은 5G를 기반으로 한 트랙터 원격제어 시스템을 개발 중이다. 2019년 3월 직진 및 회전을 할 수 있는 ‘자율주행 트랙터’를 시험하였으며, 2022년 상용화를 목표로 하고 있다.

현재 개발된 자율주행 트랙터는 1단계 수준으로 핸들 조작 없이 설정한 작업을 자동으로 할 수 있고, 5G를 통한 데이터 전달로 실시간 작업 위치 확인이 가능함. 이를 통해 조작에 서툰 초보자도 효율적으로 운전할 수 있어 연료비와 작업시간을 절감할 수 있는 장점이 있다.

2단계 수준은 스스로 작업구획을 설정해 경로를 생성 및 주행하는 단계이며, 3단계는 사람이 탑승한 상태에서 자율주행하는 수준으로 2021년까지 개발할 예정임. 4단계는 무인 자율주행 으로 2022년에 상용화할 예정이다.

LG 유플러스는 5G 기술과 미국 PTC사의 사물 인터넷(IoT), 증강현실(AR) 기술을 접목한 트랙터 원격 진단 서비스를 개발 중임. 트랙터에 설치된 IoT 센서를 통해 차량 ․ 엔진 ․ 소모품 정보를 수집하고, 실시간 운행 데이터, 운행 ․ 정비 ․ 수리 이력 등을 수집 ․ 분석하여 이용자에게 부품 고장 또는 이상 발생 시 대처방법을 알려주게 되는 방식이다.

추가로 트랙터 부품을 증강현실(AR)로 구현하여 부품교체 및 소모품 교환 등을 직접 할 수 있도록 지원할 예정이다.

김수진 기자 sjk@thekpm.com