참외 수직재배, 수경재배 등 혁신적 재배기술로 생산성 및 노동 효율성 증대

AI, 로봇, 스마트 영농관리 시스템 도입으로 지속 가능한 참외 산업 견인

이철우 경상북도지사는 16일 경상북도농업기술원 성주참외과채류연구소를 방문해 급변하는 농업환경에 대응하고 참외 산업 대전환을 위한 참외 스마트팜 신기술 연구개발 추진상황을 점검했다.

이날 현장방문은 지속 가능한 참외 산업과 미래농업 모델 구축을 위해 참외 수직재배기술 등 혁신적 재배기술과 AI챗봇, 생육진단․수확 로봇 연구 등 스마트 농업 솔루션 도입 상황과 연구 성과를 확인하고, 참외연구회, 청년농업인, 농업로봇 연구 대학교수, 스마트팜 연구 관계자 등과 애로사항, 참외 산업 발전 방안에 대한 소통의 시간도 가졌다.

경상북도를 대표하는 지역특화 작목인 참외는 전국 생산량의 94%를 차지하며, 2024년 성주군에서만 6천200억 원의 생산 조수입을 기록했지만, 재배방식 특성상 노동 강도가 높고, 농촌 노동력 부족과 기후변화로 인한 생산 환경 악화 등 다양한 위기에 직면해 있다.

이에 성주참외과채류연구소는 참외 산업의 대전환을 위해 혁신적인 재배 기술과 스마트농업 시스템을 도입하고 자동화․지능화된 혁신 모델을 구축해 「참외 생산액 1조원 달성」, 「소득은 2배, 일손은 절반」을 목표로 지속 가능한 성장 생태계 구축에 박차를 가하고 있다.

먼저, 생산성과 작업 효율성을 높이기 위한 ▲혁신적인 재배기술로 ‘포복형 수경재배 기술’과 ‘하항식 수직재배 시스템’을 개발했다.

포복형 수경재배 기술은 자동화된 양액기 시스템을 통해 수분과 양분을 정밀하게 조절함으로써 참외 생육을 최적화해 기존 토경대비 생산성을 1.7배 올릴 수 있는 혁신적인 기술로 현재 성주, 칠곡 등 농가에서 시범 재배 중이다.

햐항식 수직재배는 상하 이동이 가능한 재배상에 참외를 심고 줄기를 아래로 늘어뜨려 수직 공간을 활용해 광 이용 효율을 극대화한 기술로 서서 작업 할 수 있어 기존 포복재배에 비해 농작업 시간을 50% 이상 절감할 수 있고 생산량은 최대 3배까지 높일 수 있으며, 추후 농업로봇을 활용한 작업 자동화가 가능해 미래형 참외 생산 모델로 주목받고 있다.

노동력 절감과 정밀농업 실현을 위해 ▲로봇․AI 기반 스마트농업 기술을 도입해 ‘접목로봇’, ‘수확용 협동로봇’, ‘담배가루이 스마트 포획기’를 개발하고 있다.

성주군에서는 연간 약 2천만 본의 참외 접목묘가 필요하지만, 접목 전문인력의 고령화로 인해 생산에 어려움을 겪고 있어 성주군농업기술센터와 협력해 영상 기반 ‘접목로봇’을 참외에 적용하는 기술을 연구하고 있으며, 접목로봇을 활용하면 시간당 800개의 접목묘를 생산해 기존 인력보다 6배 이상 효율적이고 연간 61억원의 생산비 절감효과가 있을 것으로 분석된다.

또한, AI 기반 협동로봇을 참외에 도입해 생육과 과실 데이터를 분석하고, 최적의 수확시기를 예측하는‘수확용 협동로봇’개발을 추진하고 있으며, 이 기술이 완성되면 실시간으로 참외 수확 가능 여부를 판별하고 수확시기를 예측해 최적 생산 전략 수립으로 생산성과 품질을 향상시킬 수 있다.

이 외에도, LED 광으로 담배가루이를 유인해 흡입팬으로 포집하는 ‘참외 하우스용 담배가루이 스마트 포획기’는 해충의 밀도를 약 87% 감소시켜 농약 비용 절감과 방제 노동력을 줄일 수 있으며, 현재 농가에 시범운영 중으로 향후 인공지능 기술을 접목해 병해충 판별, 무인 약제 살포 등 기능을 추가해 참외 재배에 최적화된 병해충 방제 로봇으로 고도화시켜 현장에 보급할 계획이다.

▲자동화․지능화된 혁신 모델을 구축하기 위해 IT 전문기업 ㈜유비엔과 협력해 개발한 AI 기반 스마트 영농관리 시스템‘참외톡톡’는 생성형 인공지능(ChatGPT) 기술을 이용해 음성인식을 통한 자동 영농일지 작성․요약, 참외 관련 질의응답 챗봇 서비스, 온실 환경 분석 정보 제공, 음성 기반 시설제어 등이 가능하며, 현재 40개 참외 선도 농가에 시범운영 중으로 향후 클라우드 시스템과 연계해 보급할 예정이다.