식물 생장에 초점을 둔 식물공장이 준공되어, 고부가가치 작물 생산에 기여할 것으로 보인다. 한국과학기술연구원(KIST)은 최근 ‘스마트 유팜(Smart U-FARM)’이라 명명된 스마트 식물공장의 준공식을 마치고, 본격적인 가동에 들어갔다고 밝혔다.

이번에 준공된 스마트 유팜은 지난해부터 미래창조과학부(이하 미래부)가 추진해 온 농업분야 창조비타민프로젝트 성과의 일환이다. 창조비타민프로젝트는 정부가 기존 산업을 ICT와 융합시켜, 첨단 산업으로 전환시키는 정책 과제다.

농업 분야의 경우 고부가가치 작물 확보 및 과학농산업 창업클러스터 구축과 같은 미래 농업을 위한 과제는 물론 재해 감소와 농가인구 고령화 해소 같은 현안을 ICT로 해결한다는 목표를 가지고 진행되고 있다.

기존의 스마트 팜에 ICT 제어 기능이 강화

스마트 유팜은 최적의 작물 재배방법을 찾아주는 식물공장이다. 미래부와 KIST가 총사업비 10억 원을 들여 KIST 강릉분원에 소재하고 있는 천연물연구소 내에 지상 2층 규모로 건립했으며, 3개의 재배실과 1개의 유리온실 등으로 이루어져 있다.

온도와 습도, 광량 등 환경 변화에 따른 작물 생육 정보를 정량화하는 로봇과 열화상·3D카메라 같은 첨단 장비들을 보유하고 있다. 미래부와 KIST는 스마트 유팜을 고부가가치 작물의 원료생산 및 우량품종을 선발하기 위한 플랫폼으로 활용하기 위하여 설립했다.

식물공장은 이미 오래전부터 존재해 온 생육 시설이지만, 이번에 준공된 스마트 유팜은 조금 색다른 식물공장이다. 우선 자동화나 편리성 측면만 강조했던 기존의 스마트팜(Smart-Farm)에 비해 ICT로 제어하는 분야가 보다 강화되었다는 점이 특징이다.

스마트팜은 비닐하우스에 온도 및 습도 센서 등을 설치하고, 이를 스마트폰을 통해 원격으로 제어하는 지능형 농장을 말한다. 농업에 사물인터넷(IoT)을 응용한 사례 중 하나로서, 노동력을 효과적으로 사용할 수 있다는 장점이 있다.

반면에 스마트 유팜은 식물의 영양 상태나 병충해 감염상태, 그리고 생육단계별 최적 성장을 위한 온도 조절과 같이 정밀한 데이터를 확보할 수 있는 첨단 인프라로 구축되어 있다는 점이 차별화 포인트다.

따라서 스마트 유팜이 완성되면 파종부터 생산, 관리, 수확, 가공, 고부가가치 제품화, 유통서비스 등 농업의 가치사슬 전 단계에서 유의미한 데이터를 축적 선별할 수 있다. 업계는 이런 유용한 데이터들이 축적된다면, 또 다른 사업의 기회로 연결시킬 수 있는 ‘스마트팜 2.0’이 자연스럽게 열릴 것으로 기대하고 있다.

스마트 유팜의 건설 이유는 천연물 신약 개발

스마트 유팜을 통해서 고부가가치의 작물을 확보하려는 이유는 무엇일까? 바로 식물을 소재로 한 천연물 신약 개발에 도전하기 위해서다.

현재 천연물 신약 시장은 그 효능과 안전성이 입증되면서 지속적으로 성장하고 있으나, 나고야 의정서 발효 등 전 세계적으로 불고 있는 유전자원의 분쟁으로 인하여 위협을 맞고 있는 상황이다.

나고야의정서는 생물자원을 활용하여 생기는 이익을 공유한다는 지침을 담은 국제협약이다. 생물자원을 이용하는 국가는 그 자원을 제공한 국가에 금전적, 또는 비금전적 이익을 상호 합의된 조건에 따라 공유하자는 취지로 마련되었다.

따라서 국내에서도 안정적인 천연물 원료 확보가 신약 개발 활성화의 핵심요인으로 떠오르고 있다. 다만 기후 및 토지 같은 환경 인자들의 영향을 받는 노지재배로는 기능 성분의 원료 기준을 충족할 수 없다는 것이 문제다.

예를 들면 강화쑥의 국내 재배 시 기능 성분의 부족은 물론 높은 원료단가 및 낮은 생산성으로 인하여 중국 등 해외 위탁재배를 통해 연간 300톤을 수입하고 있는 실정이다.

KIST 강릉분원 천연물연구소의 어건 연구원은 “상황이 이렇다 보니 국내 식약처의 원료승인 및 미국 FDA의 글로벌 기준을 충족할 수 있는 표준화된 천연물 원료의 생산 시스템이 필요해진 상황”이라고 설명하며 “스마트 유팜은 이 같은 업계의 필요성에 의해 개발되었다”라고 밝혔다.

기존의 식물공장 시설을 기반으로 하되 규격화 및 지속적인 연간생산이 가능한 시스템의 등장이 필요해진 것이다. 실제로 국내 굴지의 제약회사들은 KIST 강릉분원 천연물연구소와 '차세대 스마트 유팜 사업 활성화를 위한업무 협약(MOU)'을 체결한 상황이다.

풍림무약의 경우 이번 협약 체결을 계기로 미래형 농업 혁신모델인 스마트 유팜의 ICT 시스템을 적극 활용하여 천연물 신약 개발의 초석을 다진다는 방침이다. 또한 고부가가치 식물을 재배하여 규격화 및 표준화 된 식물 소재로 천연물 신약 개발에도 도전할 예정이다.

어 연구원은 스마트 유팜의 기대효과에 대해 “스마트 식물공장 기반의 고부가 천연물산업이 활성화되고, 융·복합 기술 전문인력 양성으로 인한 신산업 및 고용 창출이 가능하다”고 전하면서 “국내 먹거리 산업의 안정생산 기반 마련 및 나고야협정으로 인한 해외 천연물 수입대체 효과도 기대할 수 있다”라고 전망했다.