▲ LG유플러스가 29일 경기도 고양시 일산서구 법곳동 농지에서 U+5G 스마트 농기계 시연회에서 농부(김수영)가 5G 기반의 디지털 트윈 기술이 적용된 원격진단을 이용해 손쉽고 빠르게 에어클리너를 교체하고 있다.(출처 : LG 유플러스 제공)

LG유플러스(부회장 하현회 www.uplus.co.kr)는 경기도 고양시 일산서구 법곳동 농지 6611㎡(2000평)에서 5G 네트워크를 이용한 트랙터 원격제어 및 무인경작과 디지털트윈 기술을 이용한 트랙터 원격진단 시연에 성공했다고 29일 밝혔다.

5G 사용자는 이에 따라 ▲장소와 날씨에 구애받지 않고 작업이 가능하고 ▲안전한 작업 환경이 보장되고 ▲부족한 농업 노동력을 대체할 수 있으며 ▲농기계 관리가 용이해지면서 농업 생산성이 높아진 스마트 농촌이 구현된다.

이날 시연은 원격제어를 통해 LS엠트론 트랙터를 작업 시작점으로 이동시키는 것으로 시작했다. 

관제 화면에서 무인경작 기능을 실행하자 트랙터가 스스로 이동하며 농지를 다졌다. 

다른 한편에서는 3D 디지털 시뮬레이션 기술 디지털 트윈을 이용해 트랙터 상태를 점검하고 AR 매뉴얼을 통해 누구나 손쉽게 소모품을 교체할 수 있는 원격진단 서비스도 시연했다.

이해성 LG유플러스 미래기술개발그룹 상무는 “현재 한국농업이 안고 있는 여러가지 문제들을 해결하기 위해 농업 패러다임의 변화가 필요한 시점”이라며 “5G, AI, 빅데이터 등 4차 산업혁명 기술이 농촌 변화를 이끌 것”이라고 말했다.

◆“5G와 초정밀 측위로 트랙터 원격제어 및 자율주행” = 트랙터 원격제어 시연은 농지에 배치된 원격제어 조정관에 시연자가 탑승해 멀리 떨어진 트랙터를 조종하며 시작됐다. 

▲ (출처 : LG유플러스 제공)

트랙터 전면부에 설치된 FHD 카메라를 통해 촬영하는 영상이 5G 네트워크를 통해 실시간으로 조정관 앞에 위치한 TV 화면으로 전송됐다. 

시연자는 TV 영상을 보며 트랙터를 운전해 작업 시작 지점으로 이동시켰다. 

트랙터 자율주행이 상용화되면 사용자는 비가 오거나 무더운 날씨와 상관없이 실내에서 트랙터를 농지로 이동시키고 경작할 수 있게 된다. 

트랙터에 직접 탑승하지 않아 안전사고 위험에서도 벗어난다. 

5G를 활용한 원격제어 트랙터는 LG유플러스와 LS엠트론이 개발한 사례다. 

LS엠트론은 기존의 기계식으로 작동되던 조향장치(운전시스템), 브레이크 시스템을 전자식으로 개발, 원격으로 제어 가능하도록 시스템화 했으며, LG유플러스는 5G망의 초저지연, 대용량 전송기술을 적용해 비가시권 원격제어를 할 수 있게 됐다. 

트랙터가 작업 시작 지점으로 도착하자 시연자는 무인경작을 시연을 이어갔다. 

시연자가 관제 화면에 띄운 지도에 작업 경로를 설정하고 무인경작을 실행시키자 설정된 경로에 따라 트랙터가 스스로 움직이기 시작했다. 

트랙터 뒷편에 부착된 로터리 장비가 추수가 끝난 농지를 갈아엎으며 이동했다. 

향후 사용자는 트랙터가 경작하는 동안 밭에 옮겨 심을 모종을 관리하는 등 다른 일도 함께 할 수 있어 부족한 노동력 대체와 작업시간 축소 효과를 얻게 된다.

무인경작 트랙터는 5G 기반의 초정밀 측위 시스템 RTK(Real Time Kinematic)가 적용됐다. 

RTK를 활용하면, 트랙터의 위치를 3~10cm로 정밀하게 측정하고 지도상에 설정한 경로로 정확히 이동시킬 수 있다.

두 회사는 이번 시연을 바탕으로 오는 2020년 시범사업을 진행, 2021년에는 상용화를 목표로 하고 있으며, 대규모 경작을 하는 영농법인, 고온의 하우스, 농약방제 등 열악한 농업환경에서 활용이 가능할 것으로 기대하고 있다.

◆“디지털 트윈 기술 통해 트랙터 상태 실시간 확인, 누구나 손쉽게 고장 수리 가능해져” = 이날 LG유플러스는 PC화면에서 트랙터를 원격으로 관제하고 태블릿을 통해 트랙터 상태 데이터 모니터링, 주요 부품 분해, 부품 교체 매뉴얼 등 다양한 AR 서비스를 시연했다. 

디지털 트윈과 AR 기술을 활용한 트랙터 원격진단 서비스 시연이 성공함에 따라 농기계 상태를 실시간으로 점검하고, 비전문가도 빠르고 손쉽게 고장 수리를 할 수 있는 길이 열렸다. 

원격진단 서비스는 IoT, AR 솔루션 전문 기업 미국 PTC와 함께 개발했다.

실제로, 농부가 태블릿에 설치된 앱을 실행시켜 트랙터를 비추자 시스템 압력, 수평 센서 등 실시간 트랙터 정보가 AR로 나타났다. 

농부가 트랙터 트랜스미션 위치에 손을 대자 트랜스미션이 분해되는 과정이 3D 애니메이션으로 태블릿 화면에 나타났다. 

AR 매뉴얼을 통해 소모품 교체 방법을 확인한 농부는 직접 에어크리너를 갈아 끼웠다.

원격진단은 5G, IoT, 디지털 트윈, AR 등 최신 기술이 적용됐다. 

5G 네트워크를 기반으로 트랙터 내 설치된 IoT 센서가 트랙터 상태 데이터를 수집하고, 실시간으로 수집되는 정보를 바탕으로 디지털 트윈 가상 시뮬레이션을 통해 부품 교체시기 등을 예측한다. 

IoT와 디지털 트윈으로 수집•분석한 정보는 AR을 통해 가시적으로 보여준다.

엔진, 파워시프트변속기, 전자유압장치 등 트랙터 특정 부품에 대한 고장 발생 시 고장 부위에 대한 AR 구동 통해 즉시 확인이 가능해 A/S기사의 방문이 어렵거나, 간단한 자가 수리가 가능할 경우 AR 화면공유를 통한 원격 A/S 지원 등 AR 원격 유지보수가 가능하다.

‘디지털 트윈’ 기반의 원격진단을 확산하기 전국 농기계 관련, 영업점과 대리점 그리고 A/S점 등을 연결하는 플랫폼도 구축, 농가와 영업점 등이 모두 윈윈할 수 있는 생태계를 구축할 계획이다.

소개된 ‘디지털 트윈’이란, 현실 세계의 제품(Physical asset)을 디지털 이미지로 3D 모델링하고 현실 제품에 부착된 센서정보를  실시간으로 수집, 현재 제품의 상태를 사이버상에서 시뮬레이션해 상태 모니터링 및 품질 예측하는 기술이다. 

◆“U+5가 농촌의 일상을 바꿉니다… 2021년 상용화” = LG유플러스는 이번 시연을 기반으로 그룹의 자매사나 관계사, 전문업체 등과 협업해 스마트팜 분야로 서비스 분야를 확대해 나갈 예정이다. 

이번에 적용한 트랙터 외에도 콤바인, 이앙기 등 농기계와 포크레인, 지게차 등 이동형 장비까지 적용을 확대해나갈 계획이다. 

내년에는 지차체 및 대학연구소와 협력해 첨단 농업 단지내 시범사업을 운영하고, 2021년에는 B2B2C 등 다양한 사업모델을 발굴하고 요금제도 출시하는 등 상용화에 나설 예정이다. 

이해성 LG유플러스 미래기술개발그룹 상무는 “농기계 시장의 진입을 시작으로 농장 자율제어 솔루션까지 농가를 위한 원스톱 지원 체계를 갖춰나갈 계획”이라며 “이를 위해 다양한 업체와 상생협력 등 생태계 조성에도 적극 나설 것”이라고 말했다.

<김동기 기자>kdk@bikorea.net