[글로벌 리포트]농업과 IT기술의 만남 ‘무선 토양 센서’

농업과 IT기술이 만났다. 최근 미국 아이오와 주립대 라트네시 쿠마(Kumar) 박사팀은 무선으로 동작하는 토양 센서(soil sensor)를 개발했다고 밝혔다. 이 시제품은 농경지에 함유된 수분의 양을 측정, 무선으로 그 결과를 전송하는 기기다. 앞으로는 토양의 온도, 영양도 등에 관한 자료도 처리할 계획이다. 연구팀은 이 무선 토양 네트워크 기기를 내년께 공개한다는 목표다.

◇ 복잡다단한 연구팀의 구성 = 농업과 IT 기술의 만남은 연구팀 구성에서도 확인된다. IT 분야 교수들이 주축이 됐지만, 농업 분야 전문가도 가세했다. 이번 무선 토양 센서 연구를 이끄는 아이오와 주립대의 라트네시 쿠마 교수는 전기공학 및 컴퓨터 공학 교수다. 그와 함께 일하는 스튜어트 비렐은 농업 및 바이오시스템 공학부 조교수이다. 또 다른 조교수 암드 카말과 로버트 웨버도 전기공학 및 컴퓨터 공학 교수다. 전기 공학 및 컴퓨터 공학을 전공 중인 다수 대학원생도 이번 연구에 참가하고 있다.

◇ 이것이 관건이었다= 이번 연구에서 가장 어려웠던 것은 땅 속에서 작동할 수 있을 만큼 매우 작은 크기의 센서를 만드는 것이다. 또 별도의 전선이나 별도 안테나가 필요없도록 만드는 것도 중요했다. 농부들이 센서를 토지에 묻어 두고 그 위에서 농삿일을 할 수 있어야 하기 때문이다.

쿠마 교수는 “마지막으로 중요한 것은 센서 스스로 위치를 보고할 수 있도록 만드는 것”이라면서 “센서의 배터리를 교환하거나 위치를 이동시키려면 센서를 쉽게 찾아야 하기 때문에 위치 보고 기능은 반드시 필요한 기능이었다”고 말했다. 이번에 개발된 시제품은 폭 5㎝, 길이 10㎝, 두께 2.5㎝ 정도로 작으며 전선을 필요로 하지 않는다. 지상에 안테나를 구축할 필요는 없다. 센서는 240∼480㎝씩 떨어진 곳마다 하나씩 그리드 패턴 내에서 땅 밑 약 30㎝에 묻을 수 있도록 고안됐다. 무선 토양 센서를 통해 과학자들은 물이 농경지를 따라 어떻게 이동하는지 알게 하고, 농작물 성장과 생산량을 예측하는 데도 도움을 받을 수 있다. 농부들은 토양의 영양도와 수자원을 관리하는 데 도움을 받아 환경 영향은 최소화하면서 생산량은 극대화할 수도 있다.

◇ 최종 목표는= 동 대학 농업 및 바이오시스템 공학과 스튜어트(Stuart) 교수는 “정밀농업(Precision Agriculture)의 어려운 점은, 정확성이 높은 정보를 신속하게 입수하는 것인데, 이번에 개발한 무선 토양 센서로 인해 이 문제가 해소될 것”이라면서, “농부들이 영농 관리를 위해 적절한 의사 결정을 내리는 데 도움을 줄 것”이라고 주장했다.

쿠마 교수는 주로 점대점 테스트(point-to-point test)를 통해 무선 토양 센서가 땅 속에서 제대로 동작하는지 확인했다. 올 가을이 가기 전에 다수의 센서로 구성된 네트워크가 연구용 농경지 땅 밑에 설치되어 추가의 실험 및 개발이 진행될 예정이다.

무선 토양 센서 개발 프로젝트는 3년에 걸쳐 미국 국립과학재단(NSF)의 지원으로 수행 중이다. 2006년 5월 시작한 이번 연구에 지금까지 NSF 자금 23만9999달러가 투입됐다. 연구 완료 시점은 2009년 4월이다. 앞으로 연구 핵심은 농작물 생산량을 개선하고 환경 영향을 최소화하는 경제적인, 이를테면 10달러대의 무선 토양 센서를 개발하는 것이다.

류현정기자 dreamshot@etnews.co.kr