AI 기술과 로봇이 접목된 스마트한 농업기계

시장조사 전문기관 스태티스타(Statista)에 따르면, 세계 로봇 농업기계 시장 규모는 2025년 8억3000만 달러로 추산되며, 2030년까지 22억6000만 달러에 이를 것으로 전망된다. 전통적인 농업기계 시장에서는 자율 및 정밀 농업기술과 로봇의 적용이 빠르게 확산되면서, 대규모 농장 운영 방식에 큰 변화를 가져오고 있다. AI와 로봇이 접목된 농업 기술(이하 AgTech) 중에서도 특히 트랙터 분야는 미국의 농업기계 시장을 주도하고 있으며, 2024년 약 42.3%의 시장점유율을 차지할 것으로 예상된다. 또한, 수확기계, 경운 및 경작기계, 파종장비, 건초 및 사료기계, 관리장비, 살포장비 등 다양한 농업기계가 최소한의 노동자 투입과 낮은 오류율을 통해 효율적으로 운영되면서, 농업기계 시장에 혁신을 일으키고 있다.

다국적 농기계 업체의 전략적 움직임

다국적 농기계 업체들은 M&A(인수∙합병) 및 기술 제휴를 통해 국제적 입지와 기술 경쟁력을 강화하고 있다. 대표적인 기업으로는 미국의 존디어(John Deere), 애그코(AGCO), 유럽의 CNH 인더스트리얼(CNH Industrial), 일본의 쿠보타(Kubota), 인도의 마힌드라 앤 마힌드라 (Mahindra & Mahindra Ltd) 등이 있다. 이들은 기술 파트너십을 적극 활용해 글로벌 시장에서 입지를 강화하고 있다. 

존디어(John Deere)는 2017년 블루리버 테크놀로지 (Blue River Technology)를 인수해, 컴퓨터 비전을 활용한 로봇 플랫폼을 개발했다. 해당 기술은 작물을 식별하고 정밀하게 처리제를 적용하는 데 사용된다. 애그코(AGCO)는 자율 농업기계 시스템의 선도기업인 JCA테크놀로지 (JCA Technology)를 인수해 자율주행 농기계 개발 역량을 강화했다. 또한, 쿠보타(Kubota)는 농업 이미지 및 분석 전문 기업인 블룸필드 로보틱스(Bloomfield Robotics)를 2024년에 인수해, 미국 농업 자동화 시스템 및 운영 로봇과 데이터를 통합하는 시스템 개발에 박차를 가하고 있다. 이들 기업은 친환경 농업기계 개발, 기술 변화 대응과 지속 가능한 농업 실현에 기여하며, 유럽과 중남미 및 동남아시아 등의 신흥시장에 대한 수요 증가에 대응해, 현지화된 제품개발과 현지 파트너십을 통해 시장 점유율을 확대하고 있다.

혁신적인 신기술의 상용화 추세

미국의 농업기술 시장에서는 자율주행, AI, 정밀 센서 기술을 활용한 혁신적인 솔루션이 빠르게 상용화되고 있다. 주요 기업들은 정밀 농업을 실현하고 인건비 절감과 생산성 향상을 목표로 신기술을 적용한 농업기계를 선보이고 있다.

티탄 머시너리(Titan Machinery Inc)는 GPS 안내, 위성 이미지, 기계 제어, 정밀 레이저 기술을 활용해 정확한 데이터 기반의 텔레매틱스 농장 솔루션을 선보였다. 존 디어(John Deere)는 2025년 1월 CES(국제 전자제품 박람회)에서 AI 및 카메라 기반 자율주행 9PX 트랙터를 공개했다. 해당 트랙터는 16개의 카메라를 POD 형태로 배치해 경작지를 360도 볼 수 있으며, 먼 거리에서도 인식 거리를 더 정확하게 계산하고, 더 많은 장비를 끌고 더 빨리 주행할 수 있다. 또한 라이더 센서를 추가해 울창한 캐노피(나뭇잎 덮개)에서도 효율적인 탐색 및 분무 작업을 수행할 수 있는 과수원용 자율주행 5M 전기트랙터도 선보였다.

쿠보타(Kubota) 역시 2025년 1월 CES에서 자율 농작물 운반 로봇 및 자율 분무기 로봇을 선보였다. 자율 분무기 로봇은 AI 및 센서를 활용해 해충이나 질병의 징후를 감지하고, 필요할 때만 살충제를 살포하는 기능을 갖추고 있어 주목을 받았다. 애그코(Agco)는 자율 곡물 카트 솔루션을 개발해, 수확 중 트랙터가 운전자 없이 곡물 카트를 끌고 이동하는 기능을 구현해 냈다. 한편 하이리오(Hylio) 는 높은 통행 거리의 자체 추진 분무기 드론을 개발해, 지상장비보다 더 나은 성능의 제품을 선보였다. 카본 로보틱스(Carbon robotics)는 탄소 레이저를 이용해 작물을 정확하게 식별하고, 잡초를 제거하고 솎는 동시에 분석 및 토양 정보를 수집하는 AI 기반 로봇시스템을 개발했다. 이 기술은 제초제 사용을 최소화하고, 경운기 운행 횟수를 줄여 인건비 절감 효과를 기대할 수 있다.

버로(Burro)는 라이다, 머신러닝, 고정밀 GPS, AI 기반 협업 로봇을 개발, 실내 및 실외 농장에서 화물을 운반하고 장애물을 감지해 안전한 이동이 가능한 제품을 선보였다. 오가니팜(Organifarms)는 온실용 자율 수확 로봇을 개발해 최소화의 노동력으로 과일을 사람이 직접 만지지 않고 최상의 상태로 수확 및 제품화하는 기술을 선보였다.

<AI∙로봇 기술을 접목한 AG Tech 상용화 제품>

[자료: 각 사 웹사이트, KOTRA 실리콘밸리 무역관 정리]

지속 가능한 농업을 위한 스타트업 혁신

미국에서는 농업 스타트업의 혁신 기술 개발을 지원하기 위한 다양한 프로그램이 운영되고 있다. 미국 농무부(USDA)는 농업 프로젝트를 위한 정책 개발과 생산 지원 프로그램을 운영하고 있으며, 대학 및 연구기관에서도 스타트업 엑셀러레이터 프로그램과 경진대회 등을 운영하며 신기술 개발을 촉진하고 있다. 농무부는 일례로 기후 스마트 농산물 협력 프로그램(Partnerships for Climate-Smart Commodities)의 일환으로 141개의 프로젝트에 총 31억 달러를 투자했다. 이 프로젝트들은 지속 가능한 농업 실천을 장려하며, 일부는 온실가스 배출을 감시하고 줄이기 위해 AI를 활용해 추진하고 있으며, 이를 통해 농업 스타트업이 AI 기술을 활용해 생산성을 높이고, 지속 가능한 농업을 실현할 수 있도록 지원하고 있다.

미국 농무부 (USDA) 산하 기관인 국립식품농업연구소(NIFA, National Institute of Food and Agriculture)는 농업 및 식품관련 연구개발을 지원하는 기관으로, 농업 및 식품 연구 이니셔티브(AFRI, Agriculture and Food Research Initiative)를 통해 첨단 농업기술, 지속 가능한 농업, 기후 변화 대응 기술 등의 연구를 지원하고 있다. 또한, 국립식품농업연구소는 중소기업 연구 및 기술 혁신 지원프로그램(SBIR, Small Business Innovation Research Program)을 통해 농업 관련 스타트업 및 중소기업의 혁신 기술 개발을 지원해 주고 있으며, 농업 분야의 첨단 기술 개발을 촉진하기 위해 자금 지원, 기술 상용화 지원, 멘토링 등을 제공한다.

한편 미국 멤피스에 기반을 둔 비영리 조직인 AgLaunch는 매년 새로운 농업 기술 스타트업을 선정해서 지원한다. AgLaunch365 액셀러레이터 프로그램을 통해 선정된 스타트업은 미국 AgTech 시장의 주요 트렌드와 발전방향을 반영한다. 이에 아래에서 2024년 AgLaunch365 엑셀러레이터 프로그램을 통해 AgLaunch가 선정한 농업 기술 스타트업과 미국 AgTech 시장의 주요 트렌드를 소개한다.

1) 자동화 및 노동력 부족 문제 해결

게터(Gather) 사는 포도 농장에서 수확 효율성과 근로자 안전을 향상시키기 위한 특수 작물 운반 로봇을 개발했다. 이는 농업 노동력 부족 문제를 해결하고자 하는 미국 AgTech 분야의 큰 흐름을 보여준다. 미국 농업 시장에서는 노동 비용 상승과 인력 부족이 지속적인 문제로 대두되고 있으며, 이를 해결하기 위해 자율주행 로봇 및 자동화 솔루션에 대한 수요가 증가하고 있다.

2) 데이터 기반 농업 및 스마트 농장 확산

그립 에그(Gripp Ag)는 QR코드와 모바일 앱을 통해 농장 활동 및 장비 추적을 간소화시키고 기록되지 않은 정보를 쉽게 문서화해 관리할 수 있는 앱 시스템을 개발했다. 소일 매트릭스(Soil metrix)는 AI를 활용해 토양 관리를 지속적으로 개선해 농작, 경작 시 밭의 비옥도를 측정해 최상의 작물을 재배할 수 있도록 지원하는 시스템을 제공한다. 그립 에그의 장비 추적 솔루션과 소일 매트릭스의 AI 기반 토양 관리 시스템은 미국 농업 시장에서 AI, 머신러닝을 활용한 데이터 기반 의사결정이 중요해지고 있으며, 농업 데이터 분석 및 정밀 농업의 성장 가능성을 시사한다.

3) 지속 가능성과 환경 친화적 농업 기술의 도입

원더링 세퍼드(Wandering Shepherd)는 동물의 건강상태와 위치를 모니터링하는 장치인 무선 루멘 볼루스(WRB) 장치를 개발했다. 이 장치는 동물이 삼키면 위 바닥에 안착하는 센서를 통해 동물의 건강을 실시간으로 모니터링하고, 효율적인 축산업 운영을 돕는다. 미국 정부는 농업의 탄소 배출 저감과 지속 가능성 확보를 주요 정책 목표로 삼고 있으며, 이에 부합하는 AgTech 기술들이 미국 시장에서 각광받고 있다. 이러한 기술은 지속 가능한 농업 및 기후 스마트 농업 정책과 맞물려 있으며, 향후 AgTech 시장에서 지속 가능성을 강조하는 기술들이 더욱 두각을 나타낼 가능성이 높다는 점을 시사한다.

<2024년 AgLaunch365 엑셀러레이터 프로그램이 선정한 농업 기술 스타트업 제품>

[자료: 각 사 웹사이트, KOTRA 실리콘밸리 무역관 정리]

시사점

농업 스타트업과 기존의 유수 글로벌 업체의 활발한 연구·개발, 투자와 지원정책 덕분에 미국 시장은 앞으로 농업 로봇 시장에서 높은 점유율을 차지할 것으로 예상된다. 특히 농업용 드론과 로봇 제품은 농업 기술 확장을 촉진하고 많은 기회를 창출할 것으로 전망된다. 농업 기계에 AI와 로봇기술의 도입은 수많은 기회와 문제점을 개선시켜 농업 산업을 한 단계 업그레이드시키기도 하지만, 높은 초기 비용과 기술 전문성, 데이터의 보안은 해결해야 할 과제이기도 하다. 또한 현재 농업 로봇 기술은 기계에 한정돼 있지만, 향후 휴먼노이드 형태의 작업 로봇으로 확장될 가능성도 있으며, 이는 농업 노동력 감소를 보완하는 중요한 역할을 할 것이다.

이와 관련해, 실리콘밸리의 로봇기업 수석연구원 A 씨는 KOTRA 실리콘밸리 무역관과의 인터뷰에서 “한국의 농업 기술 개발은 농업 노동력의 고령화로 인한 인력 부족 문제 해결과 기후 변화에 따른 생산성 불확실성 해소에 초점을 맞추고 있다. 이를 해결하기 위해, 자율주행 트랙터, 자율 운반 로봇, 농약 살포용 드론 등 농기계의 자동화 기술에 대한 수요가 지속적으로 증가하고 있으며, 센서 및 인공지능(AI)을 활용한 데이터 분석 기반 농업 생산성 관리 역시 중요한 기술 분야로 주목받고 있다. 기후 변화 대응 측면에서는 스마트팜 기술의 발전이 두드러지고 있다. 이는 사물인터넷(IoT) 기반 환경 센서, AI를 활용한 데이터 분석 및 예측 기술, 로봇을 활용한 자동화 솔루션을 통해 최소한의 노동력으로 최적의 생산성을 확보하는 방향으로 발전하고 있다. 이러한 한국의 농업 기술은 미국 시장에서도 향후 급성장이 기대되는 분야다. 미국 역시 농업 노동력의 고령화와 인력 부족 문제를 겪고 있으며, 이에 따라 노동 절약형 자동화 기술에 대한 수요가 증가하고 있다. 특히, 광활한 농지를 저비용·고효율 방식으로 운영하기 위해 농기계의 자율주행 기술은 필수적이며, 한국 기업들은 이 분야에서 협력 가능성을 모색할 수 있다. 또한, 스마트팜 기술을 활용한 생산성 향상 솔루션 역시 한국 기업들이 경쟁력을 가질 수 있는 유망한 시장이다. 한국은 지형적 제약이 많은 환경에서도 생산성을 극대화할 수 있는 기술을 발전시켜 왔으며, 이러한 고효율 농업 기술은 미국 시장에서도 장기적인 경쟁력을 확보할 수 있을 것이다”라고 전망했다.

미국 AgTech 시장에서 협업 가능성이 높은 분야는 고정밀 위성항법시스템, 관성측정장치(IMU), 전동 조향장치, 비전 센서, AI 소프트웨어, Lidar 센서 등 다양한 기술 부품 및 소재들이다. 이들 기술은 농업용 자율 주행 시스템, 로봇, 드론, 스마트팜 시스템 등 다양한 농업 기계와 자동화 솔루션에서 핵심적인 역할을 한다. 이러한 기술들은 미국의 농업 기계 및 로봇 시장에서 점점 더 중요해지고 있으며, 한국의 기술력은 이를 구현하는 데 필요한 정교한 솔루션을 제공할 수 있다. 한국의 뛰어난 기술력을 바탕으로 미국 농업기업 및 스타트업과 협업을 진행하면 기술의 우수성을 널리 알릴 수 있고, 서로의 시장에서 경쟁력을 높이는 중요한 기회로 작용할 수도 있겠다.

자료: Statista, U.S Department of Agriculture, AgLaunch, Forbes, Titan Machinery, John Deere, AGCO, Kubota, Hylio, Carbon Robotics, Burro, Organifarms, Gather, Gripp AG, Soil Metrix, Wandering Shepherd, KOTRA 실리콘밸리 무역관 자료 종합