d라이브러리

어때, 요즘 농장의 모습은 평소에 생각하던 것과 다르지? 아직 놀라긴 일러. 농장의 온도와 습도 같은 바깥 환경뿐만 아니라 식물의 상태를 알아낼 수 있는 날이 머지 않았다고!

나노공학자의 도시 텃밭 ‘클라스’

사람은 건강 상태를 확인할 때 체온을 재거나 피를 뽑아요. 농사를 지을 때도 온도와 습도 같은 바깥 환경뿐만 아니라 식물 내부 정보를 확인하면 농작물을 더 잘 기를 수 있어요. 2017년 서울대학교 기계공학부 이정훈 교수팀은 ‘텔로팜’이라는 회사를 세우고 식물의 생체 정보를 파악하는 칩인 ‘MEMS(미세전자기계시스템)’를 개발했어요. ‘MEMS’는 환경 센서 등에 쓰기 위해 매우 작게 만드는 기계로, 10억 분의 1m의 크기를 다루는 나노기술이 필요해요. 텔로팜은 서울대학교 근처에 텃밭 ‘도시농업연구소’를 짓고 MEMS를 이용해 토마토 농사를 짓고 있지요.

MEMS를 줄기에 꽂으면 식물이 물과 비료를 얼마나 필요로 하는지 실시간으로 알 수 있어요. 식물은 뿌리에서 물과 비료를 흡수한 뒤 물관을 통해 잎까지 옮겨요. 물은 햇빛과 이산화탄소를 이용해 양분을 만드는 광합성에 사용되지요. 이 양분은 비료와 합쳐져 체관을 통해 몸 곳곳으로 퍼져요. 특히 식물은 열매에 최대한 많은 양분을 저장하려 하기 때문에, 광합성을 많이 할수록 맛있고 큰 토마토를 얻을 수 있지요.

교수팀은 MEMS를 줄기의 물관에 꽂아 물관을 지나는 비료와 물의 양을 실시간으로 측정해요. 비료는 전기를 띠기 때문에 MEMS가 측정하는 전류의 크기가 클수록 비료가 많다는 의미예요.  또MEMS는 열을 발생시킨 뒤 열이 식는 속도로 물의 속도를 재요. 열이 빨리 식으면 물의 속도가 빠르다는 뜻이지요.

MEMS로 물의 속도와 비료의 양을 알아내면 크고 맛있는 토마토를 만들 수 있어요. 햇빛이 강할 때 광합성이 최대한 많이 일어나도록 물과 비료를 부족하지 않게 줄 수 있거든요. 반대로 햇빛이 적을 땐 불필요한 물과 비료를 주지 않도록 조절할 수 있어요. 이를 정밀하게 측정하지 못하는 보통 농가는 물과 비료를 30% 정도 버리지만, 도시농업연구소는 낭비하는 양이 거의 없답니다.

● 인터뷰 : 조일환 소장(도시농업연구소) “ 사막 농사 다음엔 우주 농사예요!”

Q 소장님의 텃밭을 소개해주세요!

비닐하우스 한 동에 토마토 밭을 두 줄 만들어 키우고 있어요. 하나는 MEMS를 이용해 필요한 양만큼 비료와 물을 주는 밭이고, 다른 하나는 일반 스마트팜처럼 MEMS를 사용하지 않고 키우는 밭이에요. MEMS를 이용해서 키우는 토마토는 보통 토마토보다 단맛이 2~3배 강할 정도로 맛있답니다.
 

Q 소장님의 다음 꿈은 무엇인가요?

언젠가는 사람이 화성에 살겠지요. 제가 죽은 다음일 것 같지만요.(웃음) 화성에 가면 가장 먼저 해야 하는 게 농사예요. 먹고 살아야 하니까요. 그런데 화성은 흙의 성분과 환경이 지구와 완전히 달라요. 식물의 상태를 정밀하게 파악해서 물과 비료를 주는 정밀농업을 발전시켜 인류가 우주로 가는 데 한몫을 하고 싶어요. 

Q 그게 실현 가능한 이야기인가요?

지난 1월 텔로팜이 MEMS 기술로 아랍에미리트 ‘2018 아부다비 지속가능주간’의 기후혁신협약 혁신농업부문에서 환경부장관상을 받았어요. 아랍에미리트는 사막이 많고 기온이 40~50℃로 높아서 화성 농업 환경과 비슷해요. 화성도 사막처럼 물이 부족하고 토양에 양분이 부족하거든요. 아랍에미리트처럼 나쁜 환경에서 성공적으로 농사를 지으면 미국항공우주국과 실험을 이어나갈 예정이랍니다.