우리나라 농업은 근대화를 거치면서 시설원예, 경험기반 농업이 대세였으나 최근 들어 농업에 데이터와 정보를 기반으로 한 정보통신기술(ICT:Information and Comunications Technologies)을 접목하여 만들어진 지능화된 농장인 스마트 팜(smart farm)이 각광을 받고 있다. 스마트 팜은 정보통신기술을 이용하여 농작물 재배 시설의 온도·습도·햇볕량·이산화탄소·토양 등을 측정 분석하고, 분석 결과에 따라서 제어 장치를 구동하여 적절한 상태로 변화시킨다. 그리고 스마트폰과 같은 모바일 기기를 통해 원격 관리도 가능하다. 스마트 팜으로 농업의 생산·유통·소비의 전 과정에 걸쳐 생산성과 효율성 및 품질 향상 등과 같은 고부가가치의 창출이 가능해진다. 현재는 온실을 중심으로 운영되는 편이지만 앞으로는 노지와 식물공장 등에 두루 적용될 것으로 전망된다. 우리나라 스마트 팜의 경우는 농작물 재배에 국한되지 않고 축사 등에도 ICT를 접목하여 원격·자동으로 가축의 생육환경을 적정하게 유지·관리할 수 있는 농장도 조성되어 운영되고 있어서 보다 폭넓게 활용되고 있다.
농작물을 중심으로 하는 스마트 팜은 크게 노지형 스마트 팜과 시설원예형 스마트 팜으로 분류된다. 노지형 스마트 팜의 경우 설치형 스마트 팜과 농기계를 활용한 스마트 팜으로 나뉜다. 그리고 시설원예형 스마트 팜은 수평재배와 수직재배로 분류되고, 수직재배의 경우 주로 양액재배기술을 사용한다. 그래서 선진 외국에서는 우리가 스마트 팜이라고 하는 농업기술을 수직재배라는 의미의 ‘Vertical Farm’이나 ‘Vertical Farming’이라고 불린다. 식물공장의 경우는 대량재배가 주목적이기에 기존의 수평재배가 아닌 수직공간을 사용하기 때문이다. 수직재배가 이루어지려면 결국 식물LED가 탑재되어야 하고 토양이 아닌 양액으로 재배가 된다. 양액재배의 경우 양액의 PH(산도), EC(Electrical Conductivity:전기전도도), 온도와 같은 다양한 요소들을 제어해야 하므로 제어기술과 센싱기술, ICT기술이 탑재되어야 한다.
대부분의 스마트 팜에서는 주로 양액재배로 이루어진다. 양액재배는 물에 영양액을 주입하는데 식물 성장에 필요한 영양분이 들어있어 토양의 역할을 한다. 양액재배의 경우 흙에 비해서 병충해가 발생할 확률이 적다는 이점이 있다. 이론적으로는 모든 식물은 양액재배가 가능하지만 현실적으로 비용, 기술의 한계로 말미암아 현재는 주로 엽채류 농작물 재배에 주로 사용되는 편이며, 고부가가치 농작물재배에 사용되고 있기도 하다.
농식품 수출액이 미국에 이어 2위인 농업강국 네덜란드는 전체 온실의 99%가 유리온실로 운영되며 ICT·에너지관리 및 재해방지기술이 결합된 표준모델에 복합 환경제어시스템을 구비하고 있다. 업체별로 최적의 생육관리를 위한 프로세스가 이미 정립되었고 세계 최고 수준의 온실 환경제어시스템을 개발해 수출하고 있는 수준이다. 대표적으로 세계 최고 수준의 실내 환경제어(climate control) 기술을 보유한 Priva사는 세계 제일의 복합 환경제어기술을 보유하고 있는데 그 기술수준은 건축물에까지 확대 적용될 정도로 정밀도와 완성도가 높다는 평가를 받고 있다.
현재 국내 스마트 팜 기술수준은 1세대 스마트 팜을 필두로 보급이 되고 있는 상황으로 생육환경을 측정하는 센서시스템의 데이터를 네트워크로 연결해 인터넷에만 접속되면 시공간의 제약 없이 원격으로 모니터링하고 제어하는 수준이다. 한국형 스마트 팜 연구개발은 2014~2018년 이뤄져 1차로 완료됐고 실용화를 위한 기술표준으로 스마트 팜 기자재 22종을 ‘KS 국가표준’으로 제정, 등록을 완료한 상태다. 1세대 스마트 팜은 원격감시 및 간편 제어기술이 개발됐으며 농가 이용자의 편의성을 향상시켜 온실 환경관리 등 농작업을 위해 시간과 장소의 제약에서 벗어나 삶의 질을 향상시키는 것이 목표였다. 2세대 스마트팜은 농가의 생산성 향상을 위해 정밀한 작물의 생육관리를 통해 농업생산성과 품질을 향상시키는 기술개발을 목표로 삼고 있다. 경상국립대학교 명예교수
