| 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 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 기술 |
