빌딩 옥상서 작물 키우고, AI 로봇이 수확…농사판 확 바뀐다

[테크업팩토리]식량위기 해법 '4세대 농업' 주도하는 스타트업

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스마트농장/사진=류준영 기자

#도심의 버려진 건물 옥상 위에 농장을 조성해 채소를 재배하는 스타트업 '그린러쉬'는 폐열을 활용한 자동 온실과 AI(인공지능) 기반 환경 제어 시스템을 구축해 계절과 무관하게 작물을 재배할 수 있는 스마트팜 솔루션을 운영 중이다. 또 다른 에그테크(농업기술) 스타트업 '에덴룩스'는 고층 모듈형 곤충 사육장을 개발해 고단백질 식품 원료와 비료 자원을 동시에 생산하고 있다. 이 회사는 곤충이 내뿜는 이산화탄소를 식물의 광합성에 활용하고, 분변토를 작물의 천연 비료로 전환하는 순환형 생태계를 구현하고 있다.

기후 위기와 식량 안보의 불확실성이 심화되면서 ICT(정보통신기술), AI(인공지능), 로봇, 에너지 순환 시스템 등이 융합된 스마트 농업이 인류 생존을 뒷받침하는 핵심 전략 산업으로 부상하고 있다.

한국기계연구원(KIMM)이 최근 발간한 기계기술정책보고서(제119호, 미래형 스마트 농업 연구동향과 시사점)에 따르면 스마트 농업은 △정밀농업(1세대) △ICT 융합농업(2세대) △AI·로봇 기반 농업(3세대)을 거쳐 이제는 지속가능성과 자율성을 중시하는 '4세대 스마트 농업' 시대로 진입 중이다. 4세대는 첨단기술 기반의 '도심 농업' '곤충 농업' '자율형 농업 로봇' 등이 핵심 요소이며, 그 중심엔 기민한 대응이 가능한 스타트업이 있다.

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도시, 소비지에서 생산지로 전환 중

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도시 집중화가 가속화되고 기후변화로 전통 농경지가 줄어드는 가운데, FAO(유엔식량농업기구)는 "도시 내 식량 생산이 불가피해질 것"이라고 경고한 바 있다. 이에 따라 도시 공간을 농업 생산지로 전환하려는 시도가 전 세계적으로 활발히 진행 중이다.

미국 스타트업 '에어로팜'은 수직재배 기술과 맞춤형 LED, 자동 관수 시스템을 활용해 도시 한가운데서 완전 밀폐형 식물공장을 운영하고 있다. 핵심은 '에어로포닉스(Aeroponics)' 기술이다. 이는 식물의 뿌리를 공중에 노출시키고, 영양이 포함된 미스트를 분사해 재배하는 무토양·무배지 고효율 농법이다. 흙이나 물탱크 없이도 작물의 연중 생산이 가능하다.

한국에서도 이와 유사한 도시농업 스타트업들이 있다. 컨테이너형 모듈팜을 개발해 아랍에미리트(UAE)에 수출한 '엔씽', 쓰레기 배출이 없는 폐쇄형 온실 시스템을 구축한 '퍼밋' 등이 대표적이다. 이들은 IoT 기반 환경 제어 기술, 에너지 절감 설비, 폐열 재활용 시스템 등을 결합해 도심 공간을 미래형 식량 생산지로 탈바꿈시키고 있다. 김철후 기계연 책임연구원은 "건물 통합형 도시농업은 스마트빌딩 에너지관리시스템(BEMS)과 연계돼 곧 대형 건물마다 도시농장이 보편화되는 시대가 올 것"이라고 전망했다.

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2030년 7조 규모 '곤충 순환농업' 도전

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지속 가능한 단백질 자원으로 '곤충'이 주목받고 있다. FAO는 곤충을 '고단백·저자원 소비·친환경성'을 두루 갖춘 미래 식량 자원으로 규정했다. 시장조사업체 그랜드뷰리서치에 따르면 글로벌 식용곤충 시장은 2030년까지 47억 달러(약 7조 원) 규모로 성장할 것으로 보인다.

프랑스의 '인섹트(Ynsect)', 네덜란드의 '프로틱스(Protix)'는 초대형 수직 곤충농장을 자동화하고, AI로 제어하는 시스템을 통해 산업화를 주도하고 있다.

국내에서도 고층형 곤충 사육 모듈, 자동 수분·영양 공급 기술, 생육 예측 AI 플랫폼 등을 개발하는 스타트업들이 있다. '반달소프트'는 IoT(사물인터넷)·AI·로봇 기술을 결합한 컨테이너형 식용곤충 사육 모듈을 상용화하고 있다.

특히 주목할 모델은 곤충과 식물을 결합한 '순환 농업 구조'다. 곤충이 내뿜는 이산화탄소는 식물의 생장을 돕고, 곤충의 분변은 비료로 재활용된다. CES 2025에서 혁신상을 수상한 스타트업 '엠씨이'는 밀웜을 이용해 폐스티로폼을 분해하고, 그 분변으로 고품질 천연 비료인 휴믹산을 생산하는 기술을 선보였다. 이는 석탄을 활용한 기존 방식보다 훨씬 친환경적이라는 점에서 큰 주목을 받았다. 과학기술정책연구원(STEPI) 이주량 선임 연구위원은 "이러한 자원 순환 시스템은 스마트농업의 지속 가능성을 실현하는 주요 전략이 된다"고 강조했다.

(서울=뉴스1) 신웅수 기자 = 16일 서울 강남구 코엑스에서 열린 제3회 농식품테크 스타트업 창업박람회에서 관람객이 농축산업에 활용되는 로봇을 살펴보고 있다. 농식품 분야 첨단기술을 홍보하고 유망 창업기업의 판로 확보와 투자 유치를 지원하기 위해 마련된 이번 행사는 오는 18일까지 열린다. 2025.7.16/뉴스1 Copyright (C) 뉴스1. All rights reserved. 무단 전재 및 재배포, AI학습 이용 금지. /사진=(서울=뉴스1) 신웅수 기자

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작물에 맞춰 스스로 학습하는 AI 로봇

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노동력 감소 역시 농업의 핵심 과제로 떠오르고 있다. 통계청에 따르면 국내 농가 수는 최근 3년 새 28% 감소했고, 농업 인구의 절반 이상은 65세 이상 고령자다. 이에 따라 수확·파종·방제 등의 고난도 작업을 대체할 수 있는 AI 기반 농업로봇이 대안 노동력으로 부상하고 있다.

이들 로봇은 비전센서로 작물을 인식하고, 로봇팔을 이용해 정밀한 작업을 수행하며, AI가 학습한 데이터를 기반으로 자율 판단까지 내릴 수 있는 수준으로 진화 중이다. 메타파머스가 개발한 '옴니 파머'는 작물과 작업 특성에 따라 교체 가능한 그리퍼(로봇 손)를 탑재한 AI 기반 다기능 농업로봇이다. RGB-D 센서를 활용해 작물의 크기, 숙성도, 병해충 상태를 인식하고, 실시간 데이터 분석을 통해 자율적인 작업 수행이 가능하다. 회사 측은 "사용자가 로봇과 실시간 상호 소통하며 작업을 직접 가르칠 수 있으며, 로봇은 수일 내에 숙련 농작업자의 수준을 따라잡는다"고 설명했다.

이주량 위원은 "이런 기술은 단순 농작업을 넘어 극지, 도시, 우주에서도 활용 가능한 미래형 농업 플랫폼으로 진화할 것"이라고 말했다.

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류준영 기자 joon@mt.co.kr