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식물공장의 자동화와 로봇 응용

전문가 제언: ○ 이 자료는 식물공장에 관한 정책과 산업화 추진 및 연구개발 측면에서 세계적으로 가장 활발한 일본의 식물공장 개황과 식물공장 작물재배의 자동화(기계시스템 및 로봇의 도입)에 관한 내용이다. 식물공장의 자동화는 대학 연구센터의 자동화연구개발 사례제시에 한정되고 있으며, 기계장치와 로봇기술은 다루지 않고 있다.

○ 식물공장은 “공장(시설) 내에 빛, 온습도, CO2 농도, 배양액 등의 환경조건을 최적상태로 제어하여 작물을 계절에 관계없이 생산이 가능한 시설”로 정의한다(농촌진흥청). 일조량이 적은 북유럽국가에서 시설재배방식을 도입해 왔으나 정확한 식물공장은 아니며 1980년대부터 국가적으로 연구하기 시작한 일본타입이 현재 정의된 식물공장이다.

○ 일본은 정부주도로 대학과 전문기관의 연구지원을 통해, 채소를 대상으로 하는 식물공장에서 자동화, 밀식재배, 점유면적당 유효면적을 고려한 다단화 등으로 발전을 거쳐 인공광형 식물공장을 활발히 보급해왔다. 2009년 출발한 정부사업은 초기 50개소(인공광형 34개소, 태양광 병용형 16개소)에서, 2014년 383개소로 증가하였다.

○ 식물공장은 기술적으로 볼 때 작물생산을 위한 바이오(BT), 정보통신(ICT), 환경(ET), 로봇(RT) 및 기계와 제어기술들의 융합영역이다. 현재는 부분적으로 일부기술들이 도입되는 상황이다. 일본의 Ehime대학 식물공장연구센터는 식물공장에 로봇시스템 도입을 비롯한 지능화시스템연구를 수행하는 등 식물공장지능화 프로젝트를 수행중이다.

○ 국내 최초로 2011년 식물공장연구동을 준공한 농촌진흥청은 빌딩형(LED와 형광등)과 수직형(태양광과 LED) 2가지 모델을 통해 지열 히트펌프를 이용한 냉난방, 태양광 발전시스템을 이용한 전력일부 공급(15%), 순환식 및 유량제어식 양액 공급시스템, 컴퓨터제어에 의한 환경제어 시설을 갖추고 국내 식물공장기술의 R&D를 리드하고 있다. 또한 작업공정 자동화와 로봇시스템 도입을 위한 R&D도 진행하고 있다. 향후 국내 식물공장기술의 발전과 보급 확산을 기대한다.

저자: NISHIURA Yoshifumi
자료유형: 니즈학술정보