현재 일본에서는 농업 종사자의 감소 및 고령화로 노동력 부족이 심각한 문제가 되고 있다. 농림수산성의 자료에 따르면 일본의 농업 종사자 수는 1960년대 1175만 명을 기록한 이후 꾸준히 감소해 1980년에는 413만 명, 2020년에는 136만 명으로 나타났다. 이러한 노동력 부족 문제를 해결하기 위해 스마트 농업이 주목받고 있는데, 그 일환인 수확 로봇에 대해 살펴보았다.

<일본 농업 종사자 수 추이>

(단위: 만 명)

[자료: 농림수산성]

일본 농업 종사자 수 현황과 노동력 부족에 따른 어려움

<일본 농업 종사자 연령 구성>

(단위: 만 명)

[자료: 농림수산성]

일본 농업 종사자 평균 연령은 증가하는 추세인데, 60대 이하 농업 종사자가 줄어드는 것이 그 원인으로 보인다. 2010년 60대 이하 농업 종사자는 110만 명이었으나 계속 감소해 2020년에는 67만 명을 기록했다. 농업 종사자의 평균 연령은 2010년 66.2세에서 2020년 67.8세로 10년 사이 농업 종사자의 평균 연령이 1.6세 높아진 것을 확인할 수 있다．

농사는 많은 인력을 필요로 하는 농작물 선별 작업, 트랙터 조작과 같은 숙련된 기술을 필요로 하는 작업, 기계화에 어려움이 있어 사람의 손이 필요한 작업 등 여전히 인력에 의존하는 작업이 많다.

일본 농가의 노동력 부족 문제를 스마트 농업으로 해결 노력: 수확 농업 로봇

일본은 노동력 부족에 처한 일본 농가의 이러한 어려움을 IT와 기계를 활용한 스마트 농업으로 해결하고자 한다.

1) Inak System: 로보츠미

IT 기기와 기계를 활용한 스마트 농업에서 아직 실행하기 어려운 분야가 수확 분야인데, 일본 중소기업 및 신흥 기업이 이 분야의 로봇 개발에 힘쓰고 있다. Inak System(아이낙시스템)은 일본 정부에서도 주목하는 기업이며, 이 회사가 개발한 로보츠미는 일본의 ‘아마오우(あまおう)*’를 상처 내지 않고 수확하는 자동 수확 로봇이다.

  주*: 후쿠오카현의 고급 딸기 품종으로 표면이 무르기 쉽다.

딸기는 수확할 것과 남겨 둘 개체를 판별해야 하는데, 이를 위해 아이낙시스템은 제휴하고 있는 딸기 농장에서 동영상을 촬영했다. 이를 기반으로 수확해야 하는 딸기인지 판단이 가능한 데이터를 작성한 후 로봇에게 딸기 분류 및 수확 판별 방법을 학습시켰다.

<아이낙시스템이 개발한 로보츠미 >

[자료: 아이낙시스템 유튜브]

이후 로봇을 실제로 활용할 때, 후쿠오카현의 아마오 농가가 로보츠미를 사용하기 위해서는 딸기를 바닥에서 들어 올리는 작업이 필요했다. 아마오의 경우 다른 품종의 딸기보다 무거워 줄기가 끊어지는 것을 방지하기 위해 바닥에 부드러운 천을 놓고 그 위에 딸기를 눕혀서 재배하기 때문이다. 수평으로 누워있는 딸기를 상처 내지 않고 자르기 위해 여러 번의 시행착오를 거쳤고 3D프린터를 이용하여 로봇의 기능을 개선하여 농가의 생산 비용 절감에 기여했다.

2) inaho(이나호)

이러한 자동 수확 로봇으로 농협과 지방 자치단체의 주목을 받는 또 하나의 스타트업이 inaho(이나호)이다. 이나호의 자동 야채 수확 로봇은 2019년 10월 9일 치바현에서 개최된 ‘차세대 EXPO’에 전시돼 많은 농업 관계자의 주목을 받았다. 이나호는 2019년부터 자동 채소 수확 로봇을 빌려주는 서비스(RaaS : Robotics as a Service)를 제공하기 시작했다.

경지 면적이 좁은 농가나 농업 종사자에 고령자가 많은 점 등을 고려해 판매가 아닌 빌려주는 서비스형 모델을 생각했으며, 로봇의 렌털료는 ‘작물의 시장거래가 X 수확 중량(운반할 때 로봇이 자동 측정한 값으로 집계)’의 일정 비율로 책정한다.

<이나호 아스파라거스 수확 로봇 렌털과 요금>

[자료: 닛케이신문]

<이나호가 개발한 아스파라거스 수확 로봇>

[자료: 이나호]

수확 시에는 로봇의 팔 부분이 늘어나면서 손잡이가 아스파라거스의 아래쪽을 잡고 자른 뒤 로봇은 본체 위에 올려진 바구니로 아스파라거스를 운반한다. 이 과정에 걸리는 시간은 약 12초이다. 적외선 센서로 아스파라거스의 위치나 길이를 확인하고 인공지능(AI)을 이용한 화상 인식으로 특징을 감지해 잡초 등과 구별한다. 수확한 바구니가 가득 차면 휴대용 단말기로 정보를 전송한다. 이나호의 로봇은 채소 수확 작업에 필요한 일련의 작업이 모두 자동화돼 있는데 설정한 루트의 자동 주행(야간 주행도 가능), 비닐하우스 사이의 이동, AI에 의한 수확 적기의 판별이 모두 가능하다.

이나호 담당자는 ‘지금까지 로봇을 사용해 본 농가에서 허리를 굽히는 중노동이 없어져 매우 도움이 된다’는 피드백을 받았으며, ‘사용해보고 싶다는 농가의 연락을 받고 앞으로 제공 지역을 넓힐 계획이다.’라고 말했다.

시사점

<일본 스마트 농업 시장규모 전망>

(단위: 백만 엔)

주: 21년도 이후는 전망치이며, 드론과 로봇 등의 하드웨어 본체는 시장 규모에 포함되지 않음.

[자료: 야노경제연구소]

야노경제연구소 자료에 의하면 2021년 일본 스마트 농업 시장규모는 농업의 생산성 향상과 인력 부족 해소를 위한 대책이 계속되면서 전년대비 110.9%인 290억7600만 엔을 기록할 전망이며, 앞으로 통신 기술 발달과 로봇 농기계 보급 확대 등으로 2027년에는 약 600억 엔 규모로 성장할 전망이다.

2018년 4월부터 농업 데이터 연계를 위한 농업 데이터 플랫폼인 ‘WAGRI*’ 서비스가 개시되면서 스마트 농업에 관한 데이터가 사용자 간 공유되고 2021년 4월부터는 제조사 간 데이터 연계를 진행하는 '농업 API 공통화 컨소시엄'이 설립됨에 따라 향후 농업 관련 데이터는 더욱 활성화될 것으로 보인다.

  주*: 기상, 농지, 수율 예측 등 농업에 도움 되는 데이터와 프로그램을 제공하는 공용 클라우드 서비스

또한, 농림수산성 자료에서 스마트 농업 실증 프로젝트에 참가한 농업 종사자로부터 ’AI를 활용한 작업 관리로 노동시간을 단축할 수 있었다.‘, ’생산 관리 시스템을 도입함에 따라 데이터 축적 및 분석을 통해 어느 과정에 어떤 문제가 있는지 구체적 수치로 확인할 수 있어 도움이 됐다’라는 긍정적인 평가를 확인할 수 있다. 이를 고려해볼 때 편리성, 비용 절감 등의 효과로 향후 농가의 전반적인 스마트 농업 관련 소프트웨어, 기계 수요가 증가할 것으로 추측된다.

자료: 농림수산성, 닛케이신문, 야노경제연구소, 아이낙시스템, 이나호, KOTRA 오사카 무역관 자료 종합