가상현실(Virtual Reality)로 경험하는 농업? [재미있는 농업이야기 30]

인간의 상상 속 공간이나 사물을 컴퓨터에서 구현하는 가상현실기술은 현실에서 경험하기 힘든 상황을 마치 실제처럼 경험할 수 있어 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 국방, 의료 등 전문 분야에서 먼저 쓰기 시작한 가상현실은 전문 분야뿐만 아니라 기계, 전자, 통신 등의 발달로 인해 건축, 쇼핑, 여행, 영화, 게임 등에서 일반 소비자가 손쉽게 접할 수 있어 큰 호응을 얻었습니다. 최근에는 4차 산업혁명 시대를 맞아 농업 분야에서도 도입하며 농업의 과학화 구현에 앞장서고 있습니다.

가상현실기술은 국방, 의료 등 전문분야만이 아니라 건축, 쇼핑, 게임 등의 영역에서도 손쉽게 접할 수 있다. ⓒ뉴시스

농업 미래(6차 산업), 가상현실에서 찾을 수 있을까?

6차 산업은 1차 산업인 농업과 2차 산업인 제조·가공업 그리고 3차 산업인 서비스업을 융복합한 산업이다.

6차 산업(농촌융복합산업)은 1차 산업인 농업에 농촌의 유무형 자원을 활용한 제조·가공의 2차 산업과, 체험·관광 등의 서비스 3차 산업의 융복합을 통해 새로운 부가가치와 지역의 일자리를 창출함으로써 지역경제 활성화를 촉진하는 활동입니다.

1차 산업인 농업과 미래의 주력산업인 가상현실(VR) 기술이 접목하여 지금까지와는 완전히 다른 새로운 형태의 농업을 구현했고, 과학농업의 등장으로 농업과 IT기술이 결합한 농-테크(農業+technology), 애그리테크(agriculture+technology) 등의 신조어가 탄생했습니다. 이는 기본적으로 기존보다 쉽고 안전하고 편리하게 더 많은 식량을 생산할 수 있게 하는 기술이라고 말할 수 있습니다.

우리는 어떻게 하면 농업과 가상현실 기술을 접목시켜 농업 만이 아닌 여러 분야에 적용할 수 있을지에 대해 연구하고 있습니다.

어려운 농기계 운전, 시뮬레이터로 도전!

농촌진흥청은 농업 사고에 대비해 안전교육용 시뮬레이터 개발에 힘쓰고 있다. ⓒ농촌진흥청

농작업의 기계화가 일반화되면서 추돌, 전복 등의 농업기계 안전사고는 지속적으로 발생하고 있습니다. 행정안전부의 통계자료에 따르면 최근 5년간 농업기계 안전사고는 연평균 1,318건이 발생했고 사망자는 91명, 부상자는 1,054명이 발생한 것으로 나타났습니다. 특히 농기계 교통사고는 일반 자동차 교통사고의 치사율보다 7배가량 높은 것으로 나타났습니다.

농업기계를 실제로 이용한 교육은 안전사고의 위험이 크고 장소나 시간의 제약이 많습니다. 농촌진흥청은 농업기계를 다루는 도중 발생할 수 있는 안전사고에 대비하여 실제와 비슷하게 미리 체험하고 교육이 가능할 수 있도록 농기계 안전교육용 시뮬레이터의 개발을 연구하기 시작하였습니다. 초기에는 앞, 뒤, 좌, 우 모니터를 이용하여 사용자가 모니터에서 가상의 화면을 보며 조작하여 코스 주행, 도로주행, 농작업 등을 연습하도록 개발했습니다. 그 이후 교육의 몰입도와 실재감을 사용자에게 전달하기 위해 HMD(머리에 착용하는 디스플레이 장치)를 착용한 상태에서 조작해 체험 연습할 수 있는 혼합현실 방식의 시뮬레이터를 만들었습니다.

몇가지 시뮬레이터를 소개합니다.

ⓒ농촌진흥청

트랙터 안전교육용 시뮬레이터 (2014년 개발)

-트랙터 시뮬레이터는 가상화면을 보면서 실제 트랙터와 유사한 운전조작 장치를 사용하여 교육함.

-운전자의 전후좌우에 4개의 모니터를 설치하여 운전자가 가상의 화면을 보면서 트랙터를 조작하며 코스 주행, 도로주행, 농작업 등을 연습할 수 있는 가상현실 운전 교육 장치.

-시동을 켜거나 가속 페달을 밟거나 경사지를 운전할 때 실제와 같은 입체음향, 진동, 기울어지는 느낌을 제공하여 실제로 운전하는 듯한 현실감을 느끼도록 함.

ⓒ농촌진흥청

경운기 안전교육용 시뮬레이터 (2018년 개발)

-경운기 시뮬레이터는 기계, 전자, 통신 3D 영상 등 ICT 융복합 형태의 혼합현실 방식의 몰입형 교육 장치.

-운전자가 *HMD를 착용한 상태에서 핸들, 변속레버 등 운전조작 장치를 가상현실에서 조작하여 교육모드, 주행연습, 사고체험 등을 연습할 수 있는 혼합현실 기반.

*HMD(Head Mounted Display)

-가상환경, 모의운전 조작장치, 경운기 동역학 모델, 데이터 획득 및 처리창치, 가상현실 영상 출력장치, 모션 플랫폼 등으로 구성되어 있음.

ⓒ농촌진흥청

다양한 주행형 농업기계 안전교육용 시뮬레이터 (2021년 개발)

-운전자가 HMD를 착용한 상태에서 5종의 주행형 농업기계(트랙터, 경운기, 콤바인, 동력운반차, 관리기)를 조향장치를 선택해 하나의 시뮬레이터로 안전교육에 활용할 수 있는 혼합현실 방식 몰입형 교육장치.

-시뮬레이터 보급 촉진을 위해 다양한 주행형 농기계를 교육하도록 최신 VR 기술 이용하여 영상 고도화·시스템 단순화·저가화하였음.

*(기존) 전용 방식 → (개선) 5종의 주행형 농업기계 활용.

ⓒ농촌진흥청

트랙터 안전교육용 시뮬레이터 (2022년 개발)

-기존 트랙터 시뮬레이터의 하드웨어를 간소화하여 운전자가 HMD를 착용한 상태에서 트랙터의 핸들, 변속레버 등 운전조작 장치를 가상현실에서 조작하여 교육모드, 주행연습, 사고체험 등을 연습할 수 있는 혼합현실 방식 몰입형 교육장치.

스마트팜을 더욱 스마트하게!

공기유동 VR 시뮬레이터는 가상 공간에서 공기의 흐름을 눈으로 볼 수 있도록 해준다. ⓒ농촌진흥청

공기유동 VR 시뮬레이터는 디지털 트윈 기술을 이용해 스마트팜 온실과 축사의 외기와 내부 환경에 따른 온도 등 공기유동 데이터를 미리 클라우드 서버에 저장시켜 놓고 농업인이 VR 기기를 착용한 상태에서 필요한 환경을 선택하면 데이터를 불러와 가상공간에서 공기의 흐름을 눈으로 볼 수 있도록 시각화합니다.


ⓒ농촌진흥청

공기유동 VR 시뮬레이터 (2020년 개발)

-사용자가 HMD를 착용하고 농업시설 내부, 외부의 환기 조건 선택에 따른 데이터를 실시간으로 받아와 환경조절을 체험 교육할 수 있는 교육장치.

-스마트팜 온실이나 축사에 가상현실 기술을 적용하여 공기유동의 흐름을 눈으로 볼 수 있도록 하고 있음.

농업분야 가상현실 어디까지 기대할 수 있을까?

농업 분야의 가상현실 기술 연구는 농촌 활성화와 일자리 창출에 기여할 수 있다. ⓒ농촌진흥청

농업 분야의 가상현실 기술 연구는 농업 교육 기술, 원격 진단 기술 대중성 등과 연계할 수 있다면 시간과 공간을 초월한 제약 없는 기술의 전파가 가능할 것으로 보입니다. 농업·농촌에 대한 새로운 접근 방식으로 다양한 사람들에게 서비스를 제공한다면 농업과 농촌의 활성화 및 ICT 분야의 일자리 창출에 기여할 수 있을 것입니다.


글=김유용 국립농업과학원 재해예방공학과 농업연구사

정리=더농부


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