제4차 산업혁명 기술과 지식재산권

농업 생산 분야에서 뿐만 아니라, 농산물 유통과 소비에서 제 4차 산업혁명 관련 기술을 사용한 많은 변화가 이루어지고 있다. 농작물의 경우에는 기후에 많은 영향을 받기 때문에 해마다 수확물이 얼마나 많이 생산될지 예측하기가 힘들며, 특히 소비자와 생산자 간 불일치가 심하다. 이를 해결하기 위해 최근에는 빅데이터를 이용하여 소비자들의 예상 소비량을 예측하고, 그 다음해에 얼마나 많은 양을 생산할지를 결정하는 시스템이 도입되어 사용되고 있다. 농산물에 대한 유통 분야에서도 자동화를 통해 비용과 시간을 절감하는 많은 시도가 이루어지고 있다. 대표적인 사례로 농산물 온라인 경매 시스템을 들 수 있다. 온라인 경매 시스템에서는 경매를 위해 가격을 부르는 경매사도 이를 저렴하게 구입하기 위해 분주하게 손을 흔드는 소비자도 없다. 단지, 규격화된 창고에 농산물을 보관하고 지게차나 로봇이 낙찰된 농산물을 운반하는 모습만 보일 뿐이다. 경매사는 경매할 농산물에 대한 각종 정보를 웹 사이트나 문자를 통해 응찰자에게 제공한다. 이후 응찰자들이 사이트에 로그인 하여, 경매 대기를 하고 경매사가 경매 시작을 알리면, 참가자들이 각자 원하는 가격을 입력하게 된다. 입력한 가격 중에서 최고 가격과 낙찰자가 화면에 나타난다. 농업 생산 분야에서의 변화를 살펴보면, 자동화된 데이터 수집과 활용을 스마트 팜의 확산을 들 수 있다. 스마트 팜에서는 기후, 환경, 생육정보를 자동화된 방법으로 측정, 수집, 기록하여 중앙 서버에 전송하고, 분석을 통해, 작물의 생육 상태, 해충의 유무, 영양분과 물 공급 상태 등을 판단하는 자료로 활용된다. 농업 생산에서 데이터 수집과 이를 활용하는 시스템으로는 2008년 일본 후지쯔가 개발하여 2012년 상용화한 아키사이 시스템을 들 수 있다. 작물을 재배하는 농부는 스마트폰으로 농작물 사진을 촬영한 후, 사진을 후지쯔 분석용 클라우드 서버 컴퓨터에 전송한다. 재배 장소에는 센서를 설치하고 날씨와 토양 데이터를 수집하여 중앙 서버로 전송한다. 전송된 빅데이터는 실시간 분석을 거쳐, 농부들에게 물 공급 시기, 농약 살포 시기, 수확 시기 등의 정보를 제공한다. 농업 생산과 관련된 또 다른 변화는 지능화된 농기계의 사용을 들 수 있다. 기존의 사람이 직접 수행하던 농산물 포장이나 선별 작업이 점점 지능화된 기계로 대체될 것이다. 스마트 파밍은 이외에도 정밀장비, 사물인터넷(IoT), 센서, GPS, 빅데이터, 무인 항공기, 로봇 등의 여러 가지 정보통신기술을 접목하여 생산성 향상과 편의성을 증가시키기 위한 노력을 계속하고 있다. 실제 사례로 드론을 이용한 살충제 살포를 살펴보자. 예전에는 살충제를 살포하기 위해서 사람이 등에 농약을 매고 살포기로 직접 살포하거나 경운기를 이용하여 호스를 연결해서 뿌려야 했다. 또는 지역이 넓을 경우, 비행기를 이용하여 살포하기도 하였다. 하지만, 이는 많은 비용이 들어가는 방법이다. 드론을 이용하여 살포하는 방법을 사용하는 경우는 드론에 카메라를 장착하고 아래쪽에 살충제 살포기를 탑재한다. 농부는 드론 원격 조종기를 이용하여 드론을 띄우고 조종하면서, 드론이 실시간으로 보내는 영상을 노트북으로 분석한다. 만약, 해충이 있는 곳을 발견하면, 그곳으로 드론을 이동시키고 살충제를 살포한다. 최근에 드론 장비에 대한 가격이 많이 내려가면서, 이를 농업 생산 분야에 활용하는 사례가 많이 늘어나고 있다. 앞으로는 4차 산업혁명의 기술 진보가 더욱 농업 생산에 변화를 촉진할 것으로 예상된다. 농업 생산 분야에서 바이오 기술은 농업생산량 작물의 개발에 광범위하게 사용되고 있다. 특히 GMO와 같은 유전자 변형 식물을 대량 재배하여 전 세계로 퍼트리고 있으나, 사람이나 동물에게 입히는 악영향에 대한 연구가 많이 진행되지 않아, 이를 섭취하기에는 아주 꺼림칙하게 여겨지고 있다. 이를 진행하는 대표적인 다국적 기업이 몬산토이다. 유전자 변형 식물은 웬만한 병충해에도 잘 죽지 않지만, 식물이 기존 생태계에 퍼질 경우, 기존 생태계를 교란하는 문제점이 발생하여 이에 대한 대책이 시급한 실정이다. 바이오 관련된 농업 혁신 기술에는 기능성 작물개발 기술, DNA 육종 기술, 유전자 편집 기술 등을 들 수 있다. 크리스퍼 유전자 기술은 동물뿐만이 아니라 식물의 유전자 편집에도 적용할 수 있다. 식물 분야의 유전자 조작은 박테리아를 이용하여 시행했으나, 유전자 가위 기술을 이용하여 작물 내의 원하는 유전자를 없애거나 수정할 수 있다. 이 방식의 장점은 기존의 기술에 비해 새로운 종자를 개발하는데 걸리는 시간을 대폭 단축할 수 있다는 것이다. DNA육종 기술은 식물 자라는데 걸리는 시간을 대폭 단축할 수 있는 기술로서, 몬산토가 개발한 기술이다. 이 기술을 사용할 경우, 식물이 자라기 전에 해당 식물의 향후 품질, 생산성, 병에 대한 저항성 등을 쉽게 예측할 수 있다. 합성 생물학 기술은 기존의 생물체를 합성하여 인간에게 도움이 되는 새로운 유기물이나 생명체를 만들어내는 기술이다. 합성 생물학은 유전 공학, 유체공학, 생물정보학 기술 등의 기술이 기반이 되며, 석유를 대체할 수 있는 바이오 연료를 생산할 수 있는 기술로 사용되면서 많은 관심을 끌고 있는 분야이다. 기존의 에너지 원료로는 주로 석탄, 석유, 원자력 등이 사용되었다. 석탄은 땅속에 죽은 미생물로부터 생성되는 에너지원인 반면, 합성생물학은 살아 있는 미생물을 이용하여 에너지 생산이 가능하다. 합성 생물학의 대표적인 기술로 세포 융합 기술을 들 수 있다. 세포 융합이란 서로 다른 특질을 가진 두 개 이상의 세포를 융합시켜 특질이 전혀 다른 새로운 세포를 만드는 기술이다. 융합 원리는 각각의 세포를 둘러싸고 있는 외부 막을 효소와 같은 물질을 이용하여 제거하고 세포를 융합시키기 위한 물질을 투여하여 하나의 세포로 만드는 방식이다. 세포 융합의 종류에는 식물 세포 융합, 동물 세포 융합, 미생물 세포 융합 등이 있다. 바이오 기술은 환경 분야에서도 널리 사용될 예정이다. 최근에는 미생물과 효소 등을 이용하여 오염된 토양과 물에서 오염물질을 제거하고 원래의 환경으로 회복시키는 생물회복 촉매제에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 기름 찌꺼기를 섭취하는 미생물을 대량 배양하여, 유조선 사고로 인한 해양 오염을 제거하는 기술에 대한 연구도 진행되고 있다. 이러한 환경 바이오 기술은 기존의 화학약품보다 독성이 적으며, 회복이 빨리 진행되는 장점이 존재한다. 환경 분야에서는 바이오 에너지 생산을 들 수 있다. 바이오 에너지에는 옥수수로 만든 바이오 에탄올이나 바이오 디젤과 같은 연료를 예로 들 수 있다. 이러한 연료는 옥수수뿐만 아니라 고구마, 사탕수수, 해조류, 버드나무 등에서도 얻을 수 있다. 바이오 에너지는 저장이 쉽고 오염이 적으며, 수분, 온도 등 조건이 맞으면 어느 곳에서나 적은 자본으로 개발과 생산이 가능하다는 장점이 있다. 특히 신재생에너지를 에너지원으로 사용하는 지역에서는 에너지공급의 불규칙성이 더욱 높아진다. 예를 들어, 태양광의 경우 낮에는 태양이 떠 있어서 전력을 충분히 생산하지만 밤이 되거나 흐린 날은 전력 생산을 충분히 할 수 없다. 풍력의 경우도 바람이 많이 부는 날과 적게 부는 날의 에너지 생산량은 많은 차이가 발생한다. 기존의 전력 공급 시스템으로는 이러한 문제를 해결할 수 없기 때문에, 생산량 조절이 가능하고 남는 지역과 모자라는 지역을 자동으로 찾아서 효율적으로 배분할 수 있는 스마트 그리드 기술이 필요하다. 스마트 그리드는 스마트 계량기(AMI), 에너지관리장치(EMS), 에너지 저장장치(ESS), 전기차 충전소, 분산전원, 신재생에너지, 정보통신기술, 지능형 송·배전시스템으로 구성된다. 우리나라에서는 2016년에 제주도에 스마트 그리드 단지를 구축하여 운영하고 있으며, 미국도 콜로라도주에 스마트 그리드 단지를 구축하여 놓았다.