생기원, 스마트팜에 필요한 운송-방제-리프팅
기능을 통합한 자계유도방식 로봇 상용화 성공
네덜란드, 벨기에 선도 로봇 대비 가격 1/3 수준


통계청에 따르면, 2019년 기준 농촌 인구의 46.6%가 65세 이상 고령자다. 농촌 고령화와 청년 인력 부족에 대한 대안으로, ‘스마트팜’이 떠오르는 가운데, 정부는 올해 안에 전남 고흥 등 4곳에 ‘스마트팜 혁신밸리’ 조성을 완료할 계획이다.

한국생산기술연구원(생기원)은 10일, 스마트팜 구축에 필요한 운송, 방제, 리프팅(Lifting) 기능을 통합한 로봇을 개발하고 상용화에 성공했다고 밝혔다. 

생기원의 ‘스마트팜 다기능 농작업 로봇’은 정해진 선로를 따라 움직이는 하나의 자율주행 플랫폼 위에 원하는 용도의 작업대를 교체해가며 쉽게 사용할 수 있도록 ‘통합 시스템’으로 설계됐다. 운송 작업대는 무인 이송, 방제 작업대는 농약 자동분사, 리프팅 작업대는 열매 수확과 온실 시설관리에 활용할 수 있다.

이는 운송, 방제, 리프팅용을 각각 따로 판매하고 있는 네덜란드, 벨기에 등의 선도 회사 로봇보다 스마트팜을 쉽고 저렴하게 구축하고 대중화하는 데 적합하다.

생기원 스마트 모빌리티 소재부품 연구그룹 임대영 박사 연구팀이 개발한 이 로봇은 농장 바닥에 설치된 마그네틱 선로의 자력을 최대 20㎝ 높이에서 감지하고, 이를 따라 움직이는 ‘자계유도방식’의 자율주행 플랫폼을 채택했다. 

선도 제품들은 전선에서 발생하는 전자파를 감지해 작동하는 ‘전자계’ 방식이기 때문에 전선 매설작업 및 별도 전자기기가 필요하고 운용비가 많이 들며 전력공급이 끊어져선 안 된다는 단점이 있다. 반면 자기장 방식은 전원 공급 없이 자석 자체의 자력만을 활용해, 값싼 마그네틱 와이어로 선로만 깔면 된다.

선로의 설치 및 회수가 쉽고 운용비가 저렴하며, 중간에 선로가 끊겨도 자력이 유지돼 유지보수도 간편하다. 유리 온실 이외에 일반 노지에서도 사용할 수 있다.

연구팀은 5년간의 연구개발 후 2019년 말부터 올해 초까지 전남 고흥, 강진 일대의 만감류 및 토마토, 파프리카 등을 재배하는 스마트팜 6곳에서 로봇의 성능 검증을 진행했다. 레드향, 한라봉 같은 만감류는 부가가치가 높지만, 무게가 타 작물 대비 1.5배가량 무겁고 온실 환경도 고온다습해 일손이 늘 부족한 편이다. 

생기원 로봇은 만감류 실증 농장에서 지정된 경로를 2.5cm 이상 이탈하지 않은 채 5시간 연속 주행을 마쳤고, 최대 200㎏가량의 수확물 운반과 36° 이상의 가파른 경사로도 등판했다. 온도 50℃, 습도 80%가량의 온실에 장시간 방치돼도 정상 작동한다. 이로써 로봇 1대가 2명의 노동력을 해결할 수 있을 것으로 기대된다.

연구팀은 2017년부터 공동연구에 참여한 특장차 전문기업, ‘㈜화인특장(대표 최종석)’에 2020년 11월, 기술을 이전해 상용화를 이끌었다. 화인특장에서는 현재 상품화 및 카탈로그 제작을 마치고 지난 5월부터 판촉에 돌입했다. 로봇 판매가는 약 1,000만 원 내외로, 해외 제품과 비교하면 3분의 1 이상 저렴하다.

생기원 임대영 박사는 “향후 지능형 로봇을 이용해 농작업의 85% 이상을 무인화할 수 있는 3세대 스마트팜 기술개발에 힘쓰겠다”라고 말했다.