• 기존 문제점/업계 과제

일본은 농업 종사자 고령화와 영농후계자 부족으로 인해 농업인구가 해마다 감소하고 있으며, 일본 포도 생산량 1 위인 야마나시현의 경우에도 농업 종사자 중 65 세 이상 비율이 74%에 이르러 고령화와 노동력 부족이 심각한 상황이다.

• 솔루션: 스마트 글라스와 AI를 활용한 신규취농자 포도재배기술 지원

이를 타개하기 위해, 야마나시현과 야마나시대학(AI 포도재배지원시스템 개발), NEC(로컬 5G 장비제공/구축/운영), YSK (전체 시스템 인테그레이션) 등은 스마트글라스와 AI 기반으로 농업숙련자 기술을 신규 취농자들에게 전승해주는 시스템을 개발하여 야마나시현 과수시험장과 인근 포도농장에 구현했다.

스마트 글라스와 AI 를 활용한 신규취농자 포도재배기술 지원: 취농자의 스마트 글라스 시야 화면을 5G 특화망을 통해 AI 분석서버로 전송하고, 분석해낸 작업지시(적방, 적립)를 스마트 글라스 시야에 실시간 투영하여 신규 취농자에게 포도장인의 재배기술전승

• 5G의 필요성

취농자 스마트 글라스 실시간 영상을 5G 특화망을 통해 AI 서버로 전달 (5G의 업링크 대용량성)

스마트 글라스와 AI를 활용한 신규취농자 포도재배기술 지원

• l 품질향상/생산성향상
• 신규취농자의 수출률* 67.2~71.6% 달성 (숙련된 농부 경우 69.7%)
• * 수출률: 전체 수확량중 양품이 차지하는 비율
•  
• l 효율성향상
• 신규취농자의 작업 시간 40~55% 감소

     [참고자료]

1. NEC 로컬 5G 총무성 과제 실증 보고서, 스마트 글라스를 활용한 숙련 농업자 기술의 「시각화」의 실현, 2021.03.25
2. 넷매니아즈, AR 글라스, 5G 특화망, AI를 활용한 숙련농업기술의 시각화 [야마나시현 포도농장], 2023.10.16
3. YSK e-com 동영상, 고품질 샤인머스켓 생산을 위한 장인의 기술 '가시화' 기술 개발 및 실증, 2022.05.09

• 기존 문제점/업계 과제

기존 농장에서는 작물 재배 및 수확, 농약 살포 등을 농민의 경험에 의존하고 있고, 농장내 농작물이송을 위해 많은 인력이 소요되고 있다.

• 솔루션: 5G, 드론, AMR, AR 글라스, AI를 활용한 스마트 농업

드론과 AI를 활용한 농약 살포: 드론이 촬영한 고화질 영상을 5G 특화망을 통해 AI 해충인식 서버로 전송, AI 서버는 해충을 실시간 식별하고 드론에 해충 출현 영역에 농약살포를 지시. 드론은 특정영역만에 농약살포.

농장내 AMR을 통해 농작물 운송, AR 글라스와 AI를 활용한 농작물 숙도 자동 판정

• 5G의 필요성

드론의 카메라 영상을 5G 특화망을 통해 AI 해충인식 서버로 전송 (5G의 업링크 대용량성)

스마트 농업 도입 효과

•  l 생산품질향상: 해충관련농업손실 30% 감소함 
•   
•  l 생산성향상: 드론, AMR, 스마트 글라스 도입으로 농장매출 15% 증가함 

     [참고자료]

1. ASVDA, 5G O-RAN：Optimizing Efforts in the Production and Sale of Agricultural Products, 2024.02.06

• 기존 문제점/업계 과제

도시 인구 집중으로 농촌에 농업 종사자 수가 지속적으로 감소하고 있어 농업 생산의 안정성과 지속 가능한 발전을 위해 무인 작업으로의 전환이 필요

• 솔루션: 5G, 드론, AMR, AR 글라스, AI를 활용한 스마트 농업

와이강 농장은 면적 1,600 에이커(2 백만평)의 논에 무인 농기계 장비 (트랙터, 이앙기, 파종기, 수확기, 드론 등), 카메라, 5G 특화망을 도입하여 모내기, 재배, 수확의 전과정을 무인화함

농기계 장비에 2 대의 카메라가 장착되고 영상이 5G 특화망을 통해 제어실로 전달되고, 농장 작업자가 영상을 보며 농기계 장비를 원격으로 제어

농기계 장비를 원격으로 시동, 정지, 후진시킬 수 있으며, 리프팅, 가속, 브레이크 등의 개입작업을 통해 벼 파종부터 경작, 수확까지 모든 과정을 무인으로 정밀하게 수행

• 5G의 필요성

- 카메라 영상을 5G 특화망을 통해 제어실로 전달 (5G의 업링크 대용량성)

- 농지가 광활하여 와이파이는 많은 수의 AP와 유선 케이블 배선이 필요 (5G의 넓은 커버리지)

무인 자율주행 농기계 장비 원격 제어 도입 효과

•  l 비용절감: 인건비 53% 절감(평균인건비 39.3위안/에이커에서 18.5위안/에이커로 53%절감) 
•  l 비용절감: 연료비 15% 절감
•  l 생산성 향상: 단위면적당 쌀생산량 2% 증가 
•  l 근로자 안전성 향상: 작업자가 원격에서 농기계장비를 제어하므로 농기계 장비로 인한 사고로부터 안전함

     [참고자료]

1. China Telecom, 차이나텔레콤의 5G RedCap 기술, 자딩 무인농장 건설 지원(중문), 2024.04.28
2. GSMA, 5G RedCap Case Studies, 2024.06
3. 와이강 타운, 와이강 타운: 자딩의 디지털 무인 농장, 농업 현대화를 위한 새로운 길 모색(중문), 2024.01.01

• 기존 문제점/업계 과제

소의 사육에서는 병이나 사고로 한 마리라도 폐사하면 손실이 매우 크기 때문에 (통상 1마리 출하시 가격이 1천만원 정도임), 소의 건강상태를 세심하게 살펴보고 컨디션 불량이나 기립불능 등의 위험한 징후를 조기에 인지하고 대처하여 사망을 막는 것이 매우 중요하다(기립불능의 경우 3시간이내 발견하면 폐사율을 낮출 수 있음).

대규모 목장에서는 매일 수십개 우사내 수천마리의 소를 하나 하나 그것도 마리당 20분 정도 관찰하여 소 건강 상태를 체크하는 것은 많은 노동력(인건비)을 필요로 하며, 또 목장 직원이 실수로 발견하지 못할 수도 있다.

• 솔루션: 4K카메라와 AI기반 이상 발생소의 조기발견

2천여 마리의 소를 사육하는 우시노 나카야마 소목장에 소 건강관리 시스템 (1천대 4K 감시카메라, AI 서버, 순찰로봇, 5G망)을 구축

<4K 카메라와 AI기반 소 건강관리 시스템>

소목장내 설치된 총 1천여대의 카메라의 영상을 에지 AI 서버에서 실시간 분석하여 비정상 소를 조기에 자동 발견하고 원격 감시원에게 5G 특화망을 통해 알람과 함께 라이브 영상을 스트리밍해주어 소의 상태를 관찰하게 해줌

관찰 결과 더 상세한 확인이 필요하다고 판단한 경우, 순찰로봇을 5G 특화망을 통해 원격 조종하여 해당 우방으로 이동시키고 순찰로봇이 보내오는 4K영상을 보며 원격으로 상세히 소 상태를 진단

• 5G의 필요성

- 소 건강에 이상 발생시 우사의 4K 카메라 영상을 5G 특화망을 통해 목장내 사무실로 스트리밍 (5G의 업링크 대용량성)

- 소목장이 가로x세로 300m x 400m로 광활하여 와이파이는 많은 수의 AP와 유선 케이블 배선이 필요 (5G의 넓은 커버리지)

4K카메라와 AI기반 이상 발생소의 조기발견 도입 효과

•  l 비용절감: [인건비 절감] 매일 수행되는 목장 직원들의 소 건강상태 체크를 “카메라+AI+순찰로봇+5G”으로 대체함으로써 연간 2,400만엔(한화 2억 2천만원) 인건비 절감 
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•  l 생산성향상: 건강 이상소의 조기 발견으로 소의 폐사율(기립불능의 경우 3시간 이내 조치하면 소 생존 확률이 높음)을 낮춤 – 연간 1,200만엔(1억 1천만원) 손실 예방

     [참고자료]

1. 넷매니아즈, 고정형•주행형 4K 카메라, 5G 특화망, AI 기반 소의 기립불능 등 위험 징후 조기•자동 발견 [가고시마현 소 목장], 2023.10.23
2. MRI(Mitsubishi Research Institute), 과제해결형 로컬5G 실현을 위한 로컬5G의 전파 특성 및 로컬5G 활용에 관한 기술적 검토 및 조사 검토 용역 보고서(일문), 2023.03.31
3. NTT 서일본, AI 화상해석과 순찰로봇에 의한 고품질 와규의 비육 효율화, 일본 총무성 로컬 5G실증 보고서, 2023.03
4. 총무성 동영상 채널, AI 화상해석과 순찰로봇에 의한 고품질 와규의 비육 효율화, 2023.06.13

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