농기구
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농기구(農器具, Agricultural machinery) 또는 가기(稼器)는 농장이나 기타 농업에 사용되는 기계적 장치, 차량 및 구조물을 말한다. 수공구와 전동 공구에서 트랙터 및 트랙터가 견인하거나 작동시키는 농기계에 이르기까지 다양한 유형의 장비가 있다. 기계는 유기농 및 비유기농 농업 모두에 사용된다. 특히 농업 기계화가 시작된 이래로 농기구는 전 세계의 먹거리를 책임지는 데 없어서는 안 될 필수적인 부분이 되었다.
농기구는 더 발전된 디지털 장비와 농업용 로봇을 포함하는 광범위한 농업 자동화 기술의 일부로 간주될 수 있다.[1] 로봇은 모든 농업 작업에 수반되는 세 가지 핵심 단계(진단, 의사 결정, 실행)를 자동화할 수 있는 잠재력을 가지고 있지만, 전통적인 동력 기계는 주로 진단과 의사 결정이 관찰과 경험을 바탕으로 인간에 의해 수행되는 실행 단계만을 자동화하는 데 사용된다.[1]
일반적으로 농기구라 하면 재래식 농사에서 쓰던 기구를 말한다. 괭이·곡괭이·삽·쇠스랑·써레·가래·도리깨·풍구·고무래·벼훑이·물방아.낫·호미·매통·용두레·따비·넉가래·갈퀴·쟁기·키·메·맷돌·절구·지게 등이 있다.농업의 진화에 따라 농기구도 기계화되어 재래식 농기구가 점차 사라지면서 농업기계로 대체되고 있다.[2]
역사
[편집]산업 혁명
[편집]산업 혁명의 도래와 더 복잡한 기계의 개발로 농업 방식은 큰 도약을 이루었다.[3] 날카로운 날로 곡물을 손으로 수확하는 대신, 바퀴가 달린 기계가 연속적으로 풀을 베어 넘겼다. 막대기로 때려 곡물을 탈곡하는 대신, 탈곡기가 머리 부분과 줄기에서 씨를 분리했다. 최초의 트랙터는 19세기 후반에 등장했다.[4]
증기 전력
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농기구의 동력은 원래 불럭이나 다른 집짐승에 의해 공급되었다. 증기기관의 발명과 함께 휴대용 엔진이 등장했고, 나중에는 증기 기관차의 지상 주행 사촌 격인 다목적 이동식 에너지원인 트랙션 엔진이 등장했다. 농업용 증기기관은 소의 무거운 견인 작업을 대신했으며, 긴 벨트를 통해 고정된 기계에 동력을 공급할 수 있는 도르래도 장착되었다. 증기 동력 기계는 오늘날의 기준으로 보면 출력이 낮았지만, 그 크기와 낮은 기어비 덕분에 큰 견인력을 제공할 수 있었다. 증기 동력 기계의 느린 속도 때문에 농부들은 트랙터의 속도가 "느림, 그리고 더럽게 느림"의 두 가지뿐이라고 농담하기도 했다.
내연기관
[편집]먼저 가솔린 기관, 나중에는 디젤 엔진인 내연기관이 다음 세대 트랙터의 주요 동력원이 되었다. 이 엔진들은 또한 스스로 움직이는 콤바인과 탈곡기, 즉 콤바인 하베스터(줄여서 '콤바인')의 발전에도 기여했다. 곡물 줄기를 베어 고정된 탈곡기로 운반하는 대신, 이 콤바인들은 들판을 계속 이동하면서 곡물을 베고 탈곡하고 분리했다.
농기구 유형
[편집]트랙터
[편집]트랙터는 현대 농장에서 대부분의 작업을 수행한다. 트랙터는 땅을 갈고, 씨앗을 심고, 기타 작업을 수행하는 기계인 농기구를 밀거나 끄는 데 사용된다. 경작 기구는 흙을 느슨하게 하고 잡초나 경쟁 식물을 제거하여 흙을 심기에 적합한 상태로 준비한다. 가장 잘 알려진 것은 1838년 존 디어에 의해 업그레이드된 고대 도구인 쟁기이다. 현재 미국에서는 예전보다 쟁기를 덜 사용하며, 대신 오프셋 디스크를 사용하여 흙을 뒤집고, 수분을 유지하는 데 필요한 깊이를 확보하기 위해 치젤 플라우를 사용한다.
콤바인
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콤바인은 다양한 곡물을 효율적으로 수확하기 위해 설계된 기계이다. 그 이름은 베기, 탈곡, 모으기, 까부르기의 네 가지 별도 수확 작업을 하나의 공정으로 결합(combine)한 데서 유래했다. 콤바인으로 수확하는 작물로는 밀, 쌀, 귀리, 호밀, 보리, 옥수수, 수수, 콩, 아마, 해바라기 및 유채 등이 있다.[5]
파종기
[편집]가장 일반적인 유형의 파종기는 파종기(planter)라고 불리며, 보통 2~3피트 간격으로 긴 줄에 씨앗을 균등하게 배치한다. 일부 작물은 곡물 드릴에 의해 심어지는데, 이는 1피트 미만의 좁은 줄 간격으로 훨씬 더 많은 씨앗을 내보내 들판을 작물로 덮는다. 이양기는 모종을 들판에 옮겨 심는 작업을 자동화한다. 플라스틱 멀칭이 널리 사용됨에 따라, 플라스틱 멀칭기, 이양기 및 파종기는 긴 플라스틱 줄을 깔고 그 사이로 자동으로 식물을 심는다.
분무기
[편집]심은 후에는 스스로 움직이는 분무기와 같은 다른 농기구를 사용하여 비료와 농약을 살포할 수 있다. 농업용 분무기 살포는 제초제, 살진균제, 살충제를 사용하여 잡초로부터 작물을 보호하는 방법이다. 분무하거나 피복 작물을 심는 것은 잡초 성장을 억제하는 방법이다.[6]
베일러 및 기타 농기구
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작물을 심는 것 외에도, 건초 베일러를 사용하여 풀이나 자주개자리를 겨울철 동안 보관할 수 있는 형태로 단단히 포장할 수 있다. 현대의 관개는 기계에 의존한다. 엔진, 펌프 및 기타 전문 장비는 넓은 면적의 토지에 빠르고 대량으로 물을 공급한다. 농업용 분무기와 유사한 유형의 장비를 사용하여 비료와 농약을 전달할 수 있다.
트랙터 외에도 트럭, 비행기, 헬리콥터 등 다른 차량들도 농업용으로 개조되어 작물 운반, 장비 이동, 공중 살포 및 가축 무리 관리 등에 사용된다.
신기술과 미래
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농기구의 기본 기술은 지난 세기 동안 거의 변하지 않았다. 현대의 수확기와 파종기가 이전 모델보다 더 나은 성능을 보이거나 약간 수정되었을지라도, 오늘날의 콤바인은 여전히 과거와 같은 방식으로 곡물을 베고, 탈곡하고, 분리한다. 그러나 컴퓨터 모니터링 시스템, GPS 위치 추적기 및 자동 조향 프로그램 덕분에 최첨단 트랙터와 기구가 연료, 씨앗 또는 비료 사용에 있어 더 정밀해지고 낭비를 줄일 수 있게 됨에 따라 기술은 인간이 기계를 작동하는 방식을 바꾸고 있다. 가까운 미래에는 GPS 지도와 전자 센서를 사용하는 무인 트랙터가 대량 생산될 수 있다.
농업 자동화
[편집]유엔식량농업기구(FAO)는 농업 자동화를 진단, 의사 결정 또는 실행을 개선하고 농업 작업의 고됨을 줄이며 농업 작업의 적시성 및 잠재적으로 정밀도를 향상시키기 위해 농업 작업에 기계와 장비를 사용하는 것으로 정의한다.[1][7]
농업의 기술적 진화는 수동 도구에서 동물 견인, 동력 기계화, 그리고 디지털 장비로 이어지는 여정이었다. 이러한 발전은 인공지능(AI)을 결합한 로봇 공학의 사용으로 정점에 달했다. 예를 들어 동력 기계화는 쟁기질, 파종, 시비, 착유, 급이 및 관개와 같은 작업을 자동화하여 육체 노동을 크게 줄여준다.[8] 디지털 자동화 기술의 출현으로 진단과 의사 결정을 자동화하는 것이 가능해졌다. 예를 들어, 자율형 작물 로봇은 작물을 수확하고 파종할 수 있으며, 드론은 정보를 수집하여 투입재 살포를 자동화하는 데 도움을 줄 수 있다.[1][7] 반면 트랙터는 독립적으로 밭을 갈 수 있는 자동화 차량으로 변모할 수 있다.[1]
미국 농무부(USDA)의 2023년 보고서에 따르면 미국의 옥수수, 면화, 쌀, 수수, 콩, 겨울 밀의 50% 이상이 자동 유도 시스템을 사용하여 심어지고 있다. 농기구를 자율적으로 조향하기 위해 기술을 활용하는 이 시스템들은 농부의 감독만을 필요로 한다. 이는 농업 자동화가 실제 농업 현장에서 어떻게 구현되고 있는지를 보여주는 명확한 예시이다.[9]
오픈 소스 농업 장비
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많은 농부들이 새로운 유형의 하이테크 농기구를 수리할 수 없다는 점에 화가 나 있다.[10] 이는 주로 기업들이 지식 재산권 법을 사용하여 농부들이 장비를 수리할 법적 권리를 갖거나 수리를 가능하게 하는 정보에 접근하는 것을 막고 있기 때문이다.[11] 2015년 10월, 농기구를 포함한 자동차 및 기타 차량의 소프트웨어를 조사하고 수정할 수 있도록 DMCA에 예외 규정이 추가되었다.[12]
오픈 소스 농업 운동에는 유럽의 네트워크인 Farm Labs,[13] 프랑스 농부들에게 도구 제작 및 수리 방법을 가르치는 협동조합인 l'Atelier Paysan,[14][15] 그리고 프랑스 농부들에게 농업 운영 관리를 위한 오픈 소스 소프트웨어(SaaS)를 제공하는 오픈 소스 기업인 Ekylibre 등 다양한 이니셔티브와 조직이 포함된다.[15][16] 미국에서 MIT 미디어 랩의 Open Agriculture Initiative는 "투명성, 네트워크화된 실험, 교육 및 초현지 생산을 가능하게 하고 촉진하는 기술의 오픈 소스 생태계 구축"을 촉진하고자 한다.[17] 이들은 특수 재배 챔버 내부의 기후, 에너지 및 식물 성장을 제어하고 모니터링하기 위해 로봇 시스템을 사용하는 "통제 환경 농업 기술 플랫폼"을 만들기 위한 교육 프로젝트인 퍼스널 푸드 컴퓨터(Personal Food Computer)를 개발하고 있다. 여기에는 식물의 형질 반응(맛, 영양)을 재배에 필요한 환경 변수, 생물학적, 유전적 및 자원 관련 데이터(투입물)와 연결하는 오픈 데이터 세트가 포함된 오픈 소스 라이브러리인 Open Phenom 개발이 포함된다.[18][19] 동일한 유전자를 가진 식물이라도 생산되는 환경 조건에 따라 색상, 크기, 질감, 성장 속도, 수확량, 향미 및 영양소 밀도가 자연적으로 달라질 수 있다.
같이 보기
[편집]각주
[편집]- 1 2 3 4 5 《The State of Food and Agriculture 2022 − Leveraging agricultural automation for transforming agrifood systems》. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). 2022. doi:10.4060/cb9479en. ISBN 978-92-5-136043-9.
- ↑ 《글로벌 세계대백과사전》
- ↑ Agricultural engineering Britannica Online. 확인일: 2012-12-25.
- ↑ Tractor (vehicle) Britannica Online. 확인일: 2012-12-25.
- ↑ Miu, Petre I. (2016). 《Combine harvesters: theory, modeling, and design》. Boca Raton; London; New York: CRC Press. ISBN 9781482282375.
- ↑ “How to Manage Prevent Plant Weeds” (영어). 《Successful Farming》. 2019년 12월 6일. 2020년 8월 13일에 확인함.
- 1 2 《In brief to The State of Food and Agriculture 2022 − Leveraging automation in agriculture for transforming agrifood systems》. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO). 2022. doi:10.4060/cc2459en. ISBN 978-92-5-137005-6.
- ↑ Santos Valle, S.; Kienzle, J. (2020). 《Agriculture 4.0 – Agricultural robotics and automated equipment for sustainable crop production》. Integrated Crop Management No. 24. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO).
- ↑ Koebler, Jason (2024년 5월 12일). “Solar Storm Knocks Out Farmers' Tractor GPS Systems During Peak Planting Season”. 《404 Media》. 2024년 5월 13일에 확인함.
- ↑ “New High-Tech Farm Equipment Is a Nightmare for Farmers”. 《Wired》. 2015년 2월 5일.
- ↑ “We Can't Let John Deere Destroy the Very Idea of Ownership”. 《Wired》. 2015년 4월 21일.
- ↑ Exemption to Prohibition on Circumvention of Copyright Protection Systems for Access Control Technologies http://copyright.gov/1201/2015/fedreg-publicinspectionFR.pdf
- ↑ farmlabs.org. “This is the Beginning of a network of open laboratories for agricultural research and experimentation” (영어). 《farmlabs.org》. 2019년 7월 20일에 확인함.
- ↑ Gaillard, Chris. “L'Atelier Paysan” (프랑스어). 《L’Atelier Paysan》. 2019년 7월 20일에 확인함.
- 1 2 Chance, Quentin; Meyer, Morgan (2017년 6월 6일). “L'agriculture libre. Les outils agricoles à l'épreuve de l'open source” (프랑스어). 《Techniques & Culture. Revue semestrielle d'anthropologie des techniques》 (67): 236–239. doi:10.4000/tc.8534. ISSN 0248-6016.
- ↑ “Ekylibre”. 《ekylibre.com》. 2019년 7월 20일에 확인함.
- ↑ “Group Overview ‹ Open Agriculture (OpenAg)”. 《MIT Media Lab》. 2019년 7월 20일에 확인함.
- ↑ “Project Overview ‹ Open Phenome Project”. 《MIT Media Lab》. 2019년 7월 20일에 확인함.
- ↑ “recipe:start [OpenAg]”. 《wiki.openag.media.mit.edu》. 2019년 7월 20일에 원본 문서에서 보존된 문서. 2019년 7월 20일에 확인함.
