KIST 강릉분원에서 기술을 이전받아 이고들빼기에서 추출된 유효성분으로 식․의약품 개발에 몰두하고 있는 A사는 큰 고민에 빠져있다.

기후변화로 올해 이고들빼기에서 추출되는 식․의약 제품의 유효성분인 '치코릭산'이 거의 나오지 않고 있다.

식․의약품 개발을 위해서는 안정적인 원료수급이 우선이라고 판단한 기업체는 이에 대한 대안을 찾던 중 기후 영향이 거의 없이 이고들빼기를 재배할 수 있는 식물공장 시스템이 유일한 대안이라 생각했다.

그런데 식물공장은 설비 투자와 유지비용이 높은데다, 이고들빼기와 같은 약용식물 재배를 한 사례가 없었다.

이때 들려온 반가운 소식, KIST 강릉분원에서 고부가가치 식물공장 연구가 추진된다는 얘기를 듣고 A사는 이고들빼기를 식물공장에서 재배하는 연구에 적극 참여키로 했다.

한국과학기술연구원(KIST 이병권) 강릉분원(분원장 오상록) 노주원 박사팀은 일반 채소를 생산하는 기존 식물공장에서 벗어나 고기능/고부가 식물을 재배하고 식물공장에서 생산된 식물을 활용해 최종 제품생산까지 연결해주는 '고부가가치형 식물공장 시스템 개발' 사업을 지난 6월부터 추진하고 있다.

식물공장은 국가 식량 안보, 급변하는 기후변화, 나고야 의정서 발효시 예상되는 해외생물자원 수입원가 상승 및 활용 제한 등으로 미래농업으로 각광받고 있으나 가격경쟁력이 낮아 활성화 되지 못하고 있다.

현재 국내외에서 운영하고 있는 식물공장 역시 주로 상추 등 광 요구도가 낮은 엽채류 중심의 채소재배로 제한돼 생산되고 있는데, 초기의 높은 설비투자와 유지비용으로 인해 이들만의 생산으로는 수익성이 없어 많은 어려움을 겪고 있다.

이에 한국과학기술연구원(KIST) 강릉분원에서는 지난해부터 KIST 서울 본원의 관련 연구팀과 함께 ICT 기반 식물 생육특성 자동 분석 시스템 개발 연구를 추진해 영상, 센서, 자동화 로봇 연구기반의 작물 생육 상태를 모니터링하고 분석할 수 있는 시스템을 개발했다.

분석시스템 개발을 위해서 KIST 본원의 로봇연구팀, 영상 연구팀, 센서 시스템 연구팀 등이 참여했고, 강릉분원에 시스템을 구축했다.

로봇팔에 달린 카메라가 이동해 3D 이미지를 촬영해 식물의 생육 상태를 분석하는 이 시스템은 식물공장에 장착되어 작물 재배 및 관리의 편이성을 증대시킬 수 있다.

뿐만 아니라, 분광과 화학센서를 이용해 식물을 파괴하지 않고 식물의 생리상태와 영양부족 피해 여부 등을 자동으로 분석할 수 있어 활용도가 더욱 높을 것으로 기대되고 있다.

또한 식물공장을 운영해 고부가가치 원료를 생산하고자 하는 기업과 그 원료를 공급받아 제품을 생산하고자 하는 기업이 본 사업에 참여해 과제를 수행해 나가는 '실증형 연구사업'으로 추진함으로써, 과제 완료시 참여 기업체에서 바로 생산에 들어갈 수 있도록 했다.

이처럼 기업참여 실증사업을 추진함으로써 초기 높은 투자비용과 유지비용 부분의 기업 부담을 줄여주고 향후 투자가능성을 판단할 수 있는 방안을 마련한 것이다.

이로써, 식물공장 참여 기업은 본 연구사업을 직접 수행하며 터득한 노하우로 3년 후 독립해 독자적인 설비시설 투자를 통해 사업화로 이루어질 수 있는 경쟁력을 갖출 수 있게 하는 것은 본 과제의 가장 중요한 목표 중의 하나이다.

본 연구는 KIST 뿐만 아니라 산학연 연구기관이 모두 함께 참여하는 대규모 융복합 산학연 협력연구 네트워크로 구성돼 있다.

본 연구를 통해 도출될, 목표 식물 기능성분 증대 환경조절기술, 식물공장 스마트 신광원 기술, 식물공장 작물생육모니터링시스템, 스마트 편이성 증대 식물공장 재배 및 환경공조 설비 관련 원천기술을 특허화 하고, 하드웨어적 기술 특허의 경우 식물공장 설비제작 기업으로의 기술이전을 통해 산업화 촉진, 고기능성 원료 산업화 공정의 경우 식의약 기업으로 기술이전 함으로써 관련 산업 발전에 기여할 예정이다.

또한 사회적으로 당면한 기후변화와 식량 안보 현안에 대응할 수 있는 안정적 식물생산 기반 시스템 개발, 각종 환경오염에 대응하는 안전한 먹거리 생산기반 확보, 그리고 농촌 고령화 및 기술농업 부재 상황에 대응하기 위한 차세대 스마트 식물공장 시스템이 개발되어 잠재적인 국가적 문제 해결에 도움이 될 것이다.

고부가가치형 식물공장 개발 과제는 기후변화에 대응하는 미래 농업에 대한 하나의 대안이며, 식·의약 산업분야의 규격화된 기능성 식물 산업화 원료 제공 연계와 식물공장 플랜트 설비 수출이 가능한 신성장 동력 산업으로 창조경제 활성화 및 지자체, 중소기업 동반성장이라는 국가 정책에 부합하는 사업이다.