흙과 태양이 없어도 농사 지을 수 있다? 빌딩, 사막, 심지어 우주에서도 농사를 짓는 차세대 산업 '식물공장' [KBS 20180504 방송]
https://youtu.be/MUIKJQD_sXE
1. 🌱 미래 농업의 혁신
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농업의 자동화와 기계화로 농사짓기가 더욱 쉬워지고 있다.
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로봇과 정보통신기술의 융합으로 농업은 첨단 산업으로 발전하고 있으며, 공간의 제약을 극복하고 있다.
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사막, 도시, 우주 등 다양한 환경에서 농사가 가능해지고 있으며, 식물공장은 미래형 농업 모델로 주목받고 있다.
2. 🌱 미래 농업의 혁신: 식물 공장
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식물 공장은 도심의 좁은 공간에서도 작물을 재배할 수 있는 첨단 기술이다 .
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미국 로스앤젤레스의 도시 농장은 물과 영양분을 지속적으로 공급하며, 저비용으로 채소를 재배한다 .
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에어로포닉스방식을 통해 물과 영양분을 안개처럼 분사하여 물 사용량을 획기적으로 줄인다 .
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뉴욕의 식물 공장에서는 1년에 천 톤의 채소를 수확하며, 일반 채소보다 20% 비싸게 판매된다 .
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일본 도쿄의 고급 레스토랑 내에 있는 식물 공장은 건물 홍보의 일환으로 설치되었으며, 직접 재배한 채소로 샐러드를 제공한다 .
3. 🌱 첨단 농업 기술의 혁신
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로봇이 인삼의 수확 및 이동 작업을 대신하여 작업 효율과 안전성을 높인다.
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석 달 만에 2년근 인삼이 자라는 이 식물 공장은 양분이 섞인 물을 안개처럼 분사한다는 혁신적인 방법을 사용한다.
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이 방식은 물 사용량을 줄이고, 잔뿌리 성장을 촉진시키며, 사포닌 함량을 높이는 결과를 낳는다.
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이스라엘의 점적 관수 기술은 효율적인 물 사용을 통해 농업 환경의 어려움을 극복하고 있다.
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첨단 농업 기술의 도입으로 작업 효율이 증가하고, 생산 품질이 향상되며, 국제 시장에서도 경쟁력을 갖추게 된다.
3.1. 자동화 농업의 혁신
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로봇이 인삼 수확을 담당하여 작업의 위험성과 비효율을 줄인다.
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인삼은 3개월 만에 2년근 인삼과 같은 성장을 이루며, 이는 안개 분사 방식으로 양분을 공급하기 때문이다.
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이 첨단 방식은 물 사용량을 절감하고, 약용 성분이 풍부한 잔뿌리의 성장을 촉진한다.
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이 농법을 통해 재배되는 인삼은 사포닌 함량이 높으며, 뿌리는 약용, 줄기는 화장품 원료로 활용된다.
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한국형 식물 공장은 경제성과 수익성을 고려하여 인삼 같은 특영 작물을 중심으로 발전하고 있다.
3.2. 이스라엘의 첨단 농업 기술
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이스라엘은 국토 면적이 작지만, 세계적인 농업 강국으로 성장한 나라이다 .
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이스라엘의 60%는 사막 지역이며, 연간 강수량은 50mm에 불과하다 .
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점적 관수 기술을 통해 물 사용량을 95% 이상 줄이며 농작물을 재배할 수 있다 .
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이 기술은 화장품 원료가 되는 호호바 농장을 운영하는 세계적인 기업 메타핌이 개발하였다 .
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농장주들은 스마트폰 어플을 통해 농장 내 물 주기를 정밀하게 제어하여 물 사용과 노동력을 획기적으로 줄이고, 품질 높은 농작물을 생산하고 있다 .
3.3. 이스라엘의 스마트 농법과 첨단 기술의 도입
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이스라엘의 스마트 농법은 축산업 분야까지 혁신을 가져왔다고 한다.
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예루살렘 북부의 젖소 농장은 120마리의 소가 1년에 100만 미터의 우유를 생산하는 곳이다.
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소의 목에 달린 센서는 움직임을 통해 정보를 수집하고, 이를 중앙 서버로 전송하여 실시간으로 분석 결과를 농부에게 전달한다.
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매일 두 번 소젖을 짜는 과정에도 기술이 도입되어, 생체 정보와 위축 상황을 모니터링하여 소들의 건강과 우유의 질을 개선한다고 한다.
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농업 분야는 빠르게 변화하고 있으며, 로봇과 ICT 기술을 활용한 스마트팜이 증가하면서 전통적인 농사 방식은 점차 사라지고 있다고 언급된다.
3.4. 첨단 식물 공장 운영 방식
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미국 북동부 보스턴에 위치한 식물 공장은 철강 공장을 개조하여 최첨단 재배 시설을 갖추고 있다 .
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이곳에서는 수경재배 방식으로 6가지 채소, 특히 시금치와 상추를 재배한다 .
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다양한 색깔의 LED 조명이 햇빛을 대신하며, 전기요금 절감을 가져오고 식물 성장에 긍정적인 영향을 미친다 .
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날씨와 상관없이 연중 지속적인 수확이 가능하며, 주 3회 출하를 진행한다 .
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재배된 채소는 즉시 포장되어 보스턴의 35군데 마트와 레스토랑에 공급되며, 외부보다 3배 이상 높은 수확량을 자랑한다 .
3.5. 식물공장의 인기와 기술
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식물공장에서 재배된 채소는 IT 전문가와 학자들이 많이 거주하는 보스턴 지역에서 인기가 높다 .
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미국에서 식물 공장 사업은 점점 인기를 얻고 있으며, 시카고 인근의 업체는 고객의 의뢰에 따라 최소량을 생산한다 .
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이 업체는 붉은색 LED 조명 아래에서 상추를 재배하며, 약 10일 정도 성장 속도가 빨라 연간 36번 수확할 수 있다 .
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뿌리가 살아있는 상태로 포장하여 3주 이상 신선도를 유지하는 전략이 고객들에게 큰 호응을 얻고 있다 .
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다양한 희귀식물을 재배하는 다품종 소량 생산이 이루어지며, LED 조명색깔과 세기를 식물의 종류에 맞추어 조절하여 관리한다 .
3.6. 네덜란드의 첨단 튤립 농장
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네덜란드의 식물 공장인 란 튤립 농장은 연간 20만 송이의 튤립을 생산하는 곳이다 .
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튤립 모종은 뿌리 성장 중 햇빛을 차단하여 어두운 환경에서 키워지며, 이후 햇빛이 드는 그린하우스로 옮겨진다 .
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농장의 자동화시스템으로 인해 컨테이너가 스스로 위치를 찾아가며, 꽃봉오리는 신선함을 유지한 채로 시장으로 출하된다 .
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포장 작업의 자동화로, 한때 20명이 필요했던 작업이 이제는 4명만으로 가능해져 효율이 크게 향상되었다 .
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이 시스템 도입 후, 네덜란드의 튤립은 유럽, 미국, 아시아 등 전 세계로 수출이 가능해졌다 .
4. 🌱 기후변화와 식물공장의 해결책
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화석 연료의 사용 증가로 인해 이산화탄소가 늘어나며 지구온난화가 심각한 문제로 대두되고 있다 .
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2050년까지 세계 인구가 약 100억 명에 이를 것으로 예상되며, 이에 반해 1인당 경작지가 줄어들어 식량난이 우려된다 .
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이러한 위기 상황에서 식물 공장은 기후나 장소에 구애받지 않고 농사를 짓는 방법으로, 미래 식량 문제 해결의 대안으로 떠오르고 있다 .
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일본에서는 안전한 식품 생산에 대한 관심을 바탕으로 식물 공장이 해마다 증가하고 있으며, 대기업들도 이 분야에 진출하고 있다 .
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우주에서도 식물 공장 기술을 활용해 상추 재배에 성공하는 등, 인간의 거주지를 우주로 확장하려는 연구가 진행되고 있다 .
4.1. 기후 변화와 세계 인구 증가의 농업 영향
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화석연료 사용으로 이산화탄소의 양이 증가하여 지구온난화 문제가 심각해지고 있다 .
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기후변화로 인해 생물들은 서식지를 상실하고 있으며, 이는 생존에 위협이 된다 .
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온난화로 진행 중인 사막화 현상은 경작할 땅을 감소시키고 있다 .
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2011년 70억 명이었던 세계 인구는 2050년까지 약 100억 명으로 증가할 것으로 예상되며, 인구 증가가 계속되고 있다 .
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그러나 1인당 경작지는 해마다 줄어들고 있어 세계적인 식량난이 예고된다 .
4.2. 식물공장의 가능성과 운영 방식
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기후와 장소에 상관없이 농사를 지을 수 있는 식물 공장이 식량 문제의 대안으로 떠오르고 있다 .
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일본 도쿄에서 1시간 거리에 위치한 식물 공장은 일본에서 세 번째로 큰 규모이며, 위생과 보안을 위해 출입이 엄격하게 통제된다 .
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이 식물 공장은 원래 돼지 공장이었던 공간을 리모델링하여 4년 전에 완전히 탈바꿈한 곳이다 .
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햇빛 대신 LED 조명을 사용하고, 공기 흐름과 이산화탄소 공급을 송풍기로 조절하며, 성장 환경은 컴퓨터가 자동으로 관리한다 .
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하루에 11,000포기의 양상추를 수확하고 있으며, 무농약 채소로 신선함을 강조하며, 주로 도쿄 지역으로 납품하고 있다 .
4.3. 후쿠시마 원전 사고 이후 식물 공장 증가
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2011년 후쿠시마 원전 폭발 사고 이후, 일본에서는 식품 안전에 대한 우려가 커졌다 .
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이로 인해, 안전한 채소를 생산하는 식물 공장에 대한 관심이 증가하고 있다 .
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일본의 식물 공장은 해마다 증가하고 있으며, 대기업들도 이에 사업에 참여하고 있다 .
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정부는 식물 공장을 미래 먹거리 산업으로 육성하며 기업과의 공동 연구를 지원하고 있다 .
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우주에서도 식물 공장 기술이 적용되어, 상추를 포함한 다양한 작물이 재배되고 있으며, 이는 우주 농업의 가능성을 보여준다 .
4.4. 우주 농업 발전 계획
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나사는 2030년까지 화성에 식물 공장을 건설할 계획이다.
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이 기술은 인류가 우주로 터전을 확장하는 데 중요한 역할을 할 것이다.
4.5. 식물 공장의 필요성과 역할
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한국 농업은 고령화와 시장 개방으로 어려움을 겪고 있으며, 이에 대한 대안으로 식물 공장이 주목받고 있다 .
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인천의 한 대학병원에 세계 최초의 병원 내 식물 공장이 있으며, 이곳은 3300 제곱미터 면적에서 수경재배 방식으로 18종의 채소를 기르고 있다 .
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이 식물 공장은 국내 기술로 설계되어 있으며, 온도, 습도, 이산화탄소 등의 환경을 컴퓨터가 자동으로 제어한다 .
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병원 내 식물 공장은 환자들에게 정서적 안정을 제공하며, 소화가 잘되는 채소로 환자들에게 별식으로 제공되고 있다 .
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병원 측은 향후 항암 성분이 있는 약초를 재배하여 신약 개발을 위한 미래형 식물 공장을 계획하고 있다 .
4.6. 첨단 기술로 관리되는 스마트 농장
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강원도 홍천에 위치한 이 농장은 버섯을 병에서 자라고 수확하는 스마트 농장으로, 하루에 5톤의 느타리버섯을 생산할 수 있다 .
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농장 관리는 스마트폰 앱을 통해 무인으로 가능하며, 불, 난방, 냉방, 환기, 가습 등을 원격 제어할 수 있다 .
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과거의 감각적인 농업에서 벗어나, 센서를 이용해 정확한 데이터를 기반으로 환경을 제어함으로써 성과를 높이고 있다 .
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김민수 씨는 졸업 후 아버지의 농장을 물려받아 첨단 시설을 갖춘 스마트팜으로 변화시켰고, 이제 연매출 30억원을 넘는 기업농으로 성장했다 .
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그는 앞으로 스마트 농법이 대부분의 농사에 평준화되고, 과학적 데이터를 활용한 재배가 일반화될 것이라고 예측하고 있다 .
5. 🌱 식물 공장과 미래 농업
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식물 공장은 장소에 상관없이 농사를 짓는 가능성을 열어주며, 우주에서도 식량 재배가 현실로 다가오고 있다.
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온난화와 기후 변화가 심해질수록 식물 공장의 중요성이 더욱 부각될 것이다.
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인류의 생존과 미래는 식물 공장에 달려 있을 수 있다.
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식물 공장은 소수로 세상을 연결하는 중요한 역할을 할 가능성이 있다.
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바이오 산업과의 결합이 중요하며, 예를 들어, 전염병 신약 소재를 생산하는 숙면 공장과 같은 새로운 가능성도 있다.