농장에서 자동화를 주도하는 트렌드

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농장에서 자동화를 주도하는 트렌드

2023년 5월 31일| 기사

에 의해 롭 블랜드, 바산스 가네산, 에바니아 홍 , 줄리아 칼라닉

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보다 지속 가능한 관행에 대한 경제적 압박과 압박은 차세대 자동화 기술을 주도하여 농부, 규제 기관 및 소비자 모두에게 혜택을 주고 있습니다.

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기사(9페이지)

농업 산업은 압박을 받고 있습니다. 투입 비용과 인건비의 급격한 증가로 농부들의 수익성이 위험에 처해 있습니다. 전 세계적으로 농부들은 비료 및 작물 보호 화학 물질과 같은 투입물 가격이 지난 몇 년 동안 80~250% 상승했다고 보고합니다.1기후 변화는 또한 이익을 쥐어짜고 있습니다. 더 따뜻한 기후는 날씨 변동성을 증가시키고 더 빈번한 급성 기상 현상, 더 긴 가뭄, 새로운 침입성 작물 및 해충을 초래하여 수확량을 감소시킵니다. 예를 들어, 미국 남서부에서는 진행 중인 대규모 가뭄이 너무 심해서 지난 20년 동안 이 지역에서 최소 1,200년 동안 가장 건조한 지역이었습니다.2

이러한 문제를 해결하고 경제적으로 실행 가능한 상태를 유지하기 위해 농부들은 혁신적인 솔루션을 찾아야 합니다. 자동화는 농업이 기후 변화에 미치는 영향을 줄이고 재배자가 재정적 영향에 적응하도록 돕는 데 상당한 가능성을 보여줍니다. 자율 농업 솔루션은 스펙트럼에 존재하며 다양한 수준의 운영자 지원이 필요합니다. 이것은 오늘날 널리 채택된 반자동 기술(예: 조향 지원)에서 완전 자동화 시스템(예: 제초 로봇)에 이르기까지 다양합니다. 차세대 기술은 센서, 분석, 로봇 공학 및 장비의 조합을 사용하여 농부들이 현장에서 더 현명한 결정을 내리고 적은 비용으로 더 많은 일을 할 수 있도록 도와줍니다. 또한 생성 AI의 최근 발전은 이미 존재하는 방대한 데이터 세트를 사용하여 의사 결정을 자동화할 미래의 기회를 제공합니다. 잠재적인 예에는 농장의 수익성과 지속 가능한 관행을 가장 잘 지원하기 위해 어떤 투입물(비료, 작물 보호 및 종자)을 언제, 어떤 비율로 적용할 것인지에 대한 전략적 계획을 농부들이 개발하도록 돕는 것이 포함됩니다. 자동화된 기술은 줄기 및 특수 작물 재배자 모두에게 상당한 가치를 제공할 수 있습니다. 예를 들어, 과수원과 포도원에 걸친 완전 자율 사용 사례는 연간 에이커당 400달러 이상의 가치를 제공할 수 있으며, 자동화에 대한 농부의 투자 수익은 두 배에서 네 배로 증가합니다.삼

농장 자동화 기술은 포도밭에서 에이커당 $200에서 $800를 제공할 수 있습니다.

지금은 자율성을 위한 초기 단계입니다. McKinsey의 2022 Farmers Global Insights Survey에 따르면 아시아, 유럽, 북미 및 남미 전역의 농부 중 5% 미만이 이 차세대 기술을 사용하고 있으며, 21%는 농장 관리 소프트웨어를 사용하고 있습니다.4우리는 채택을 촉진할 가능성이 있는 두 가지 추세, 즉 농장 경제에 대한 압박과 보다 지속 가능한 농업 관행을 향한 추진을 관찰했습니다. 이 기사에서는 이러한 추세와 이러한 추세가 농기구 및 농장 운영의 미래를 어떻게 변화시킬 수 있는지 자세히 살펴봅니다.

농장 경제는 농부들에게 즉각적인 고통입니다.

농장 자동화는 몇 년 동안 농부들을 괴롭혀 온 두 가지 문제인 화학 물질 비용 상승과 노동 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

입력 비용

공급망 중단과 지정학적 문제로 인해 널리 사용되는 비료(예: 요소, 인산이암모늄 및 칼륨)의 가격이 지난 5년 동안 매년 15% 이상 상승했습니다(자료 1). 작년 McKinsey 설문 조사에서 미국 농부들은 비료와 작물 보호 화학 물질의 가격이 가장 많이 상승하면서 투입 비용을 수익성에 대한 가장 큰 위험으로 꼽았습니다(그림 2).5

전시회 1

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전시회 2

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자동화는 농부들이 살충제와 비료를 보다 효율적으로 사용할 수 있게 함으로써 이러한 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어 센서와 현장 데이터(저장 및 실시간 모두)로 자동화된 정밀 살포는 작물 사이의 간격을 감지하고 그에 따라 더 적은 수의 화학 물질을 사용하여 살포되는 화학 물질의 양과 시기를 조정할 수 있습니다. 일부 제초제 적용 기술은 컴퓨터 비전을 사용하여 선택적으로 잡초를 뿌리고 농작물을 피합니다. 미국의 대규모 옥수수 농장에서 이러한 솔루션은 제초제 비용을 80%까지 줄여 에이커당 30달러의 가치와 2년의 투자 회수 기간을 창출하는 것으로 나타났습니다.6마찬가지로 센서가 장착된 비료 적용 로봇은 심는 과정에서 개별 종자에 직접 적용되는 비료의 양을 제어할 수 있습니다. 이를 통해 미국 옥수수 농장에서만 연간 9,300만 갤런 이상의 스타터 비료를 절약할 수 있습니다.7

노동 문제

노동은 또한 농부들에게 지속적인 고통입니다. 농장 노동자는 부상 위험이 높으며 미국에서 치명적인 산업 재해 발생률이 가장 높습니다.8화학 물질과 태양에 장기간 노출되면 농장 일이 어렵고 위험하다는 인식이 더해집니다.9예를 들어 영국에서는 농작물을 따는 일꾼 부족으로 2022년에 2,200만 파운드 이상의 과일과 채소가 낭비되었습니다.10이러한 노동력 부족과 열악한 근로조건에 대한 노동자들의 보상요구는 농가의 임금상승을 가속화시켰다. 미국의 임금은 2000년에서 2014년 사이에 연간 1% 미만에 비해 2015년에서 2022년 1월 사이에 매년 4% 증가했습니다(도표 3).

전시 3

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자동화는 여러 가지 방법으로 이러한 문제를 완화하는 데 도움이 될 수 있습니다. 농장의 작업 조건을 개선하고 작업자에게 필요한 운영 기술을 낮추며 농장의 인건비를 줄일 수 있습니다. 예를 들어 보조 조향 시스템과 같은 반자동 기술은 트랙터가 통과 사이의 겹침을 줄여 장비 작동에 물리적 부담을 덜 줍니다. 완전 자율 장비는 이를 한 단계 더 발전시킵니다. 스프레이 작업과 같은 위험한 작업을 하는 운전실에 앉아 있는 대신 기계 운영자는 여러 대의 기계를 감독하는 차량 관리자 역할을 할 수 있습니다. 이것은 또한 작업자 생산성을 향상시키고 인건비를 줄입니다. 자동화를 통해 미국 옥수수 농장의 한 작업자가 4대의 기계를 관리할 수 있는 시나리오에서 절감액은 에이커당 $15~$20이며, 이는 모든 미국 옥수수 농장에서 연간 최대 약 $15억의 가치를 창출할 수 있습니다.11노동력이 더 큰 비용 동인인 미국 특수 작물의 경우 재배자의 가치 잠재력은 훨씬 더 큽니다. 예를 들어, 한 명의 작업자가 4대의 기계를 관리하는 동일한 시나리오에서 자동화된 제초 및 풀베기만으로도 미국 포도원에서 1에이커당 30달러의 인건비를 절감할 수 있습니다. 자동화는 또한 완화된 노동 요구 사항(에이커당 $100 절감)을 고려할 때 기계적 제초를 더 자주 완료할 수 있는 능력으로 인해 수확량을 유지하면서 제초제 비용을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.

지속 가능성은 변화의 미래 촉매제가 될 준비가 되어 있습니다.

채택을 위한 즉각적인 순풍인 입력 비용과 달리 지속 가능성 압력은 ​​아직 완전히 실현되지 않았으며 가까운 장래에 중요해질 것으로 예상됩니다. 그러나 몇 년 안에 규제 기관과 소비자라는 두 가지 측면에서 조치를 취하면 자동화 기술에 대한 훨씬 더 큰 촉진제가 될 수 있습니다.

레귤레이터

전 세계적으로 많은 정부가 보다 환경적으로 지속 가능한 관행에 대한 야심 찬 목표를 설정했습니다(자료 4). 예를 들어, 유럽 그린 딜은 2020년 수준과 비교하여 살충제 사용을 50% 줄이는 것을 포함하여 2030년까지 유럽 농업의 변화를 요구합니다. 또한 이 계획은 합성 비료와 제초제의 사용을 줄이기 위해 모든 농경지의 1/4을 유기농으로 전환하는 것을 목표로 합니다. 마찬가지로 캐나다는 농부들이 2020년보다 2030년까지 비료를 30% 적게 사용하기를 원합니다. 목표를 달성하지 못하는 캐나다 재배자는 더 친환경적인 농기구 구입을 위한 정부 지원 및 보조금 11억 달러를 잃을 위험이 있습니다.12

전시 4

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자동화는 이러한 요구 사항을 충족하기 위한 중요한 수단입니다. 자동화된 제초 또는 잔디 깎기 솔루션과 결합된 자동화된 정밀 살포 장비를 사용함으로써 농부들은 살충제 및 비료 사용을 크게 줄이거나 잠재적으로 완전히 제거할 수 있습니다. 또한 자동화 장비는 농작물에 적용된 것을 디지털 방식으로 기록하기 때문에 농부들은 원활하게 데이터를 수집하고 작업에 대한 기록을 유지할 수 있습니다. 이를 통해 농부들은 유기농 인증 및 GLOBALG.AP와 같은 현재 프로그램에 더 쉽게 참여할 수 있으며 앞으로는 농부들이 유럽 그린 딜과 같은 프로그램의 보고 요구 사항을 준수하는 데 도움이 될 수 있습니다.

소비자

보다 지속 가능한 식품 시스템에 대한 소비자의 관심이 높아지고 있으며, 의욕이 있는 쇼핑객들은 농민들에게 식품 생산 방식을 바꾸도록 압력을 가하고 있습니다. 2023년 McKinsey 미국 소비자 연구에 따르면 지속 가능한 브랜드는 소비자의 관심 증가로 인해 이미 시장에서 발전하고 있는 것으로 나타났습니다. ESG(Environmental, Social, and Governance) 관련 주장을 하는 제품은 지난 5년 동안 평균 28%의 누적 성장을 기록했으며, 그러한 주장을 하지 않는 제품은 20% 증가했습니다. 환경 지속 가능성 및 유기농법과 같은 여러 유형의 ESG 주장을 하는 제품은 한 가지만 주장하는 제품보다 약 2배 빠르게 성장했습니다.13

소비자 요구에 부응하여 소비재(CPG) 회사는 제품에 사용되는 원자재 및 성분을 조달하고 재배하는 방법을 포함하여 다양한 환경 공약을 적극적으로 실천해 왔습니다(자료 5). 예를 들어 네슬레는 2050년까지 순 제로 배출을 달성하고, 원자재 추적성을 개선하며, 2030년까지 농장에서 화학 물질 사용을 줄이겠다고 약속했습니다.14지속 가능성 지향 제품에 대한 소비자의 추가 채택은 기업의 ESG 여정을 가속화할 것입니다.

전시 5

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농장 측정, 보고 및 검증(MRV) 플랫폼과 농장 관리 시스템을 포함한 소프트웨어 솔루션은 이미 농민이 소비자에게 농장 간 추적성을 제공하기 시작할 수 있는 방법을 제공하고 있습니다. 여기에는 식재 위치, 성장 시간, 비료 및 작물 보호 화학 물질 사용에 대한 데이터 집계 및 저장이 포함됩니다. 카메라와 센서가 장착된 자율 장비는 농민의 최소한의 노력으로 풍부하고 표준화된 데이터를 수집하고 전송함으로써 이를 한 단계 더 발전시킬 수 있습니다. 이를 통해 농부들은 화학 물질 사용 감소, 보다 효율적인 관개 및 더 나은 수확 조건을 포함하여 CPG 회사가 점점 더 원하는 지속 가능한 농업 관행을 입증할 수 있습니다.

자동화에 대한 흥분이 커질 가능성이 높습니다.

자동화된 농장 장비의 채택은 기술 성숙도 및 성능, 거시 경제 조건, 지정학적 역학, 규제 결정 및 환경 변화를 포함한 많은 요인의 영향을 받습니다. 제품을 구성할 때 농업 회사는 다음과 같은 몇 가지 수단을 고려할 수 있습니다.

• 가치 제안, 판매 홍보 및 판매 자료의 일부로 자율 장비의 ROI 및 단기 가치 동인을 명확하게 전달하십시오.
• 자동화된 장비뿐만 아니라 현장에서 일어나는 모든 일을 측정, 추적 및 최적화하기 위한 디지털 에코시스템을 생성하는 소프트웨어 및 서비스 제품군으로 농업 경험을 재구상하십시오.
• 새로운 자동화 장비와 관련된 선행 자본 비용을 줄이기 위해 비즈니스 모델을 발전시킵니다. 예를 들어 농부들이 정기적인 가입비를 지불하거나 비용 절감액의 일부를 공급업체와 공유하는 모델(예: 가격 대비 성능)은 농부들에게 더 매력적이고 저렴한 신기술을 만드는 데 도움이 될 수 있습니다.
• CPG 회사와 더 긴밀하게 협력하여 농업에 더 많은 투명성과 추적성을 제공하는 동시에 데이터를 쉽게 수집하고 공유할 수 있는 도구와 기능으로 농민을 지원합니다.

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농장 경제와 지속 가능성이 농부들에게 계속해서 압박을 가한다면 자동화 기술의 채택이 극적으로 가속화될 것으로 예상합니다. 더 많은 재배자가 농장 자동화가 나타낼 수 있는 세 가지 승리(농업 생산성 및 수익 향상, 농장 안전 개선, 환경 지속 가능성 목표를 향한 발전)를 실현함에 따라 이러한 기술에 대한 흥분이 퍼질 것입니다.