디지털 격차를 해소하고 식량 시스템을 혁신하는 인더스트리5.0

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디지털 격차를 해소하고 식량 시스템을 혁신하는 인더스트리5.0

까르푸는 블록체인을 사용하여 표준을 검증하고 식품의 원산지를 추적한다 .

-       산업 5.0의 정보통신기술(ICT)은 식량 안보를 개선하고 식량 시스템의 취약성을 완화할 수 있는 큰 잠재력을 가지고 있다. -       하지만 이를 위해서는 생산 과정을 개선하고 국가 간의 디지털 격차를 해소해야 한다. -       디지털 격차는 ICT의 접근성, 사용성, 품질, 비용, 규제, 인력 등 여러 측면에서 나타난다. -       디지털 격차를 해소하면 교육, 고용, 지역 발전 등에 많은 기회가 열릴 것이다. -       산업 5.0의 ICT는 스마트 팜, 정밀 농업, 식품 트레이딩, 식품 안전, 식품 손실 감소 등에 활용될 수 있다. -       산업 5.0의 ICT는 식량 안보뿐만 아니라 환경, 경제, 사회적 측면에서도 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.

산업 5.0의 정보통신기술(ICT)은 식량 안보와 식량 시스템의 취약성을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 하지만 식량 생산 과정을 현대화하고 국가 간의 디지털 격차를 해소해야 한다. 산업 5.0의 ICT는 인터넷 IoE, 6G, 블록체인, 인공지능(AI), 디지털 트윈 등으로 구성되어 있다. 이러한 기술들은 식량 시스템을 최적화하고 에너지 효율성과 환경 친화성을 높일 수 있다. 그러나 이러한 기술들은 비용이 많이 들고, 접근성이 낮고, 데이터 보호와 사생활 침해의 위험이 있다. 산업 5.0의 ICT는 식량 안보와 식량 시스템에 혁신을 가져올 수 있지만, 그것은 양면의 칼날이라는 점을 잊지 말아야 한다.

 

[본문]

4차 산업혁명의 정보통신기술(ICT)은 생산 공정을 개선하고 국가 간 디지털 격차를 해소할 수 있다면 식량 안보를 개선하고 식량 시스템의 취약성을 완화할 수 있는 상당한 잠재력을 가지고 있다고 전문가들은 말한다.

 

자연재해 외에도 식품 선호도의 변화, 정치적 불안, 식품 사기 등 식량 안보를 위협하는 여러 요인이 있다. 세계경제포럼(WEF)에 따르면 2017년 약 1억 8천만 명의 인구가 심각한 글로벌 식량 안보 위기에 직면해 있다고 한다. 전 세계 인구의 급속한 증가와 함께 이 숫자는 2050년까지 100억 명을 넘어설 것으로 예상된다.

 

인구 증가에 따른 식량 공급 수요의 증가는 식품 공급망 전반에 걸친 열악한 식품 품질, 식품 낭비, 수준 이하의 모니터링 및 검사로 인해 식량 안보 문제를 더욱 악화시킬 가능성이 높다. 따라서 식량 안보를 증진하고 유지하기 위해서는 보다 지속가능하고 측정 가능하며 디지털 방식으로 가시성을 확보할 수 있는 식품 시스템이 필요하다.

 

이를 위해 ICT는 협업을 지원하고, 사기를 방지하며, 원격 실시간 모니터링을 제공하는 데 사용될 수 있다. 이와 같은 ICT 도구는 거의 모든 산업을 변화시켰으며 "현재 전 세계 농업 및 식품 시스템에서 가장 생생한 변화의 과정 중 하나"를 보여주고 있다.

 

KPR 공학기술연구소가 주도한 연구에서 인도의 연구원들은 다양한 ICT 도구가 식품 시스템을 '감지하고 정량화'하는 데 어떻게 도움이 되는지 정리하고, 인더스트리 5.0 기술이 식품 산업에 가져올 수 있는 개선점을 강조하고자 했다.

 

인더스트리 5.0: DT, 데이터 분석 및 AI

 

많은 기업이 여전히 인더스트리 4.0(본질적으로 IT 발전으로 인한 4차 산업 혁명)에 집중하고 있고 인더스트리 5.0은 다소 생소한 개념이지만, 이 리뷰에서는 식량 불안을 해결하기 위해 식품 시스템이 집중해야 할 분야로 후자를 지목했다.

 

EU는 인더스트리 5.0을 "효율성과 생산성만을 목표로 하는 산업을 넘어선 (산업의) 비전을 제시"하고 "지구의 생산 한계를 존중하면서 일자리와 성장을 넘어선 번영을 제공하기 위해 신기술을 사용하는 것"으로 정의한다. 즉, 기술을 활용하여 사회의 복지를 개선해야 한다는 것이다.

 

인더스트리 5.0의 핵심 키워드는 인공지능(AI), 만물인터넷(IoE), 6G 통신 기술, 블록체인 기술, 디지털 트윈(DT), 빅데이터 분석, 클라우드 컴퓨팅(CC), 협동 로봇(cobots) 등이다. 이러한 키워드는 농업 생산 과정부터 식품 유통 및 소매 단계에 이르기까지 전체 식품 공급망의 프로세스를 개선할 수 있는 엄청난 잠재력을 가지고 있다.

 

예를 들어, 디지털 트윈(DT)은 식품 생산을 향상시키고, 공급망 장애와 그 원인을 파악하며, 식품 손실을 최소화하면서 의사 결정을 최적화하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 식품 공급망을 위한 DT는 식품 생산 현장에서 데이터를 수집하는 여러 센서로 구성된 물리적 요소, 이러한 센서에서 수집된 관련 정보를 포함하는 디지털 요소, 앞의 두 요소의 상호 작용을 촉진하는 연결 요소의 세 가지 요소로 구성된다.

 

그런 다음 디지털 트윈(DT)은 식품 품질에 영향을 미치고 식품 손실로 이어지는 식품 가공의 잠재적 문제를 식별하기 위해 소프트웨어 및 AI 기술을 포함하는 "다양한 데이터 분석, 최적화 접근 방식 및 시뮬레이션 플랫폼"을 통합한다. 또한 프로세스 성능과 제품 품질을 개선하기 위한 피드백은 물론, 의사 결정 과정에 도움이 되는 실행 가능한 데이터(예: 남은 유통기한)를 제공할 것이다. 동시에 IoE는 식품 시스템 내에서 신뢰와 추적성을 보장하기 위한 새로운 체계를 필요로 하는 '거대한 데이터 수집 기능'을 제공한다.

 

수집된 대량의 데이터는 중요한 정보를 저장하고 추출하기 위해 적절한 데이터 처리가 필요한데, 이때 클라우드 컴퓨팅(CC)이 필요하다. 이를 통해 사용자는 추가 분석을 위해 클라우드의 데이터에 직접 안전하게 액세스할 수 있다. 그런 다음 관련 데이터를 사용하여 식품 가공 및 추적 시스템의 추세와 품질 매개변수를 예측함으로써 공급 관리를 개선할 수 있다.

 

 

블록체인 기술로 장애물 제거

 

인더스트리 5.0의 성공을 위해서는 데이터 모니터링 및 수집 외에도 데이터 보안과 투명성이 필수적이다. 블록체인 기술은 암호화 알고리즘과 스마트 계약을 사용하여 여러 당사자 간의 계약 프로세스를 자동화하는 분산형 분산 원장 시스템을 통해 지금까지 보다 강력한 데이터 보안을 제공할 수 있었다. 실제로 블록체인에 기록된 데이터를 조작하는 것은 거의 불가능하기 때문에 식품 시스템과 관련된 사람들 간의 신뢰를 향상시킬 수 있다.

 

블록체인 기술은 '신뢰할 수 없는 참가자'가 여러 명 존재하는 상황에서 문제를 해결할 수 있기 때문에 식품 공급망 추적에 중요한 역할을 한다. 이는 참여자 간의 신뢰가 중요한 농식품 공급망의 식품 안전 관리에서 특히 중요하다. 위기 상황에서 블록체인 기술은 식품 공급망 운영을 역추적하는 프로세스를 최적화하여 식품 오염과 같은 문제의 원인을 찾아낼 수 있다.

 

또한 블록체인 기반 시스템은 보다 동질적이며 식품 공급망의 여러 주체와 다양한 공급망에 걸쳐 상호 운용성을 가능하게 한다. 이 검토는 식품 안전 표준에 따라 "추적 가능성과 식품의 시장 철수 능력 문제를 더 높은 수준으로 끌어올릴 것"이라고 언급했다,

 

이미 월마트, 네슬레, 유럽 소매업체 까르푸, 중국 전자상거래 대기업 JD.com, 네덜란드 슈퍼마켓 체인 알버트 하인과 같은 기업들이 식품 공급망에 이 기술을 도입하기 시작했다. 예를 들어, 까르푸는 표준을 검증하고 식품의 원산지를 추적하는 데 이 기술을 사용한다.

 

Cobots(코봇)과 6G

 

인더스트리 5.0은 다양한 애플리케이션을 위해 인간의 능력을 로봇(코봇)과 협업하여 활용하고자 한다. 코봇에는 일반적으로 원치 않는 활동을 감지할 수 있는 반응성이 뛰어난 스마트 센서가 장착되어 있으며, "사용자가 선호하는 자원 효율적인 솔루션과 고객에게 빠른 제품 배송"을 제공한다. 또한 식품 공급망의 생산성을 향상시키는 데 도움을 줄 수 있다.

 

이 리뷰는 인간 노동력과 함께 일할 수 있는 코봇의 활용이 제대로 연구되지 않았으며, 코봇의 통합이 "인간 노동자와의 안전한 협업을 통해 고도로 숙련된 노동자의 활용도를 높이고 건강 위험을 줄일 수 있는 식품 가공 산업을 변화시킬 수 있다"고 설명했다.

 

또한 기존 5G 통신 기술의 잠재적 응용 분야가 급속히 증가함에 따라 그에 따른 대역폭과 인프라 요구 사항을 충족하기 위한 새로운 기술 발전이 이루어지고 있다고 지적했다. 이를 통해 향후 10년 내에 목격될 것으로 예상되는 또 다른 주요 인더스트리 5.0 동력인 6G 기술에 대해 알아볼 수 있다.

 

6G는 보장범위, 안정성 및 연결 속도 요건을 충족하고 "공급망 프로세스에서 고품질 서비스"를 지원하는 데 도움이 될 수 있다. 6G는 산업 생산성을 높이는 데 도움이 될 수 있는 "기존 통신 기술의 기능을 향상시킬 것으로 기대"된다. 이는 앞서 언급한 인더스트리 5.0의 다른 주요 키워드를 지원할 것이며, 이를 통해 식량 불안과 관련된 문제를 해결할 수 있는 보다 효율적이고 안전하며 견고한 식품 공급망을 구축할 수 있을 것이다.

 

 

추가 고려 사항

 

이 검토는 ICT가 식품 공급망과 식량 안보에 일반적으로 긍정적인 영향을 미칠 수 있지만, 그 구현이 이익의 손실이나 감소를 초래해서는 안 되며 신중하게 평가해야 한다는 결론을 내렸다.

 

이 검토는 식품 산업이 ICT의 혜택을 누리기 위해서는 "식품 저장, 가공 및 유통 시설의 현대화와 함께 특히 길고 복잡한 식품 시스템에서 국가 간 디지털 격차 완화가 이루어져야 한다"고 덧붙였다.

 

 

출처: 센서

https://doi.org/10.3390/s22218377​

"인더스트리 5.0의 개념을 활용한 더 나은 식량 안보를 향하여"

저자: 셀바쿠마르 구루스와미, et al.