[논문 리뷰] Internet of Things (IoT) based Smart Agriculture Aiming to Achieve Sustainable Goals

Dewan Nur Anjum Ashir, Md Taimur Ahad외 2명|arXiv (Cornell University)|2022. 06. 07.

Smart Cities and Technologies인용 수 7

한 줄 요약

이 연구는 연합국 지속가능개발목표(SDGs)와 부합하는 사물인터넷(IoT) 기반 스마트 농업 모델을 제안하며, 기술이 지속가능한 농업을 뒷받침할 수 있음을 보여준다. 실시간 환경 모니터링과 데이터 기반 의사결정을 통합함으로써, 이 모델은 청정 물(6), 저비용 에너지(7), 산업 및 혁신(8), 인프라(9), 지속가능한 도시(11), 책임 있는 소비(12) 등의 SDG 목표를 지원한다.

ABSTRACT

Despite the fact, a handful of scholars have endorsed the Internet of Things (IoT) as an effective transformative tool for shifting traditional farming to smart farming, relatively little study has addressed the enabling role of smart agriculture in achieving sustainable agriculture and green climate. Researchers are more focused on technological invention and model introduction rather than discussing societal or global development goals. Sustainable development goals (SDGs) designed by United Nations (UN), therefore demand discussions as SDGs targets have a closer implication of technology. To fill this gap, in this study a model of smart agriculture is developed and centring the model we investigated how the model addresses SDGs targets. The investigation suggests that smart agriculture supports targets mentioned in Goal 6, 7, 8, 9, 11 and 12 of SDG. This research is very important, both for developing and developed nations since most of the nations are moving more towards industrialization and aiming to achieve the SDG goals This research is expected to provide a path to the IT practitioners, governments and developing agencies on how technological intervention can provide a more sustainable agricultural world.

연구 동기 및 목표

• 스마트 농업 기술과 글로벌 지속가능성 목표, 특히 유엔 SDGs를 연결하는 데 있어 연구 격차를 보완하기 위해.
• IoT 기반 농업 시스템이 기술 혁신을 넘어서 특정 SDG 목표를 어떻게 달성하는지 조사하기 위해.
• IT 전문가, 정부 및 개발 기구가 지속가능한 농업 해결책을 구현할 수 있도록 실용적인 프레임워크를 제공하기 위해.
• 고립된 기술 모델을 넘어서 스마트 농업의 사회적 및 환경적 영향을 강조하기 위해.
• 특히 산업화가 진행 중인 국가들에서 농업 분야의 IoT를 보다 넓은 지속가능한 발전 성과를 달성하는 데 도구로 위치시키기 위해.

제안 방법

• 토양 수분, 온도, 습도, 조도를 실시간으로 모니터링할 수 있는 센서를 통합한 IoT 기반 스마트 농업 모델 설계.
• 센서 데이터를 분석하고 자동 조치(예: 관개, 경고)를 유도하는 중앙 집중식 데이터 처리 시스템 구현.
• 구조화된 정렬 프레임워크를 사용해 모델의 기능을 특정 SDG 목표에 매핑하기.
• 확장성과 신뢰성을 확보하기 위해 엣지 기기, 통신 네트워크, 클라우드 기반 분석을 조합한 다층 아키텍처 활용.
• 기술적 기능의 정성적이고 맥락 기반 분석을 통해 모델이 SDG 목표와의 일치성을 검증하기.
• 개발국과 선진국 모두에 실질적인 영향을 미칠 수 있도록 农업 현장에서의 실용적 구현에 중점을 두기.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 IoT 기반 스마트 농업 시스템은 어떻게 구성되어야 유엔 지속가능개발목표(SDGs)를 직접 지원할 수 있는가?
• RQ2 현재 IoT 기반 농업 기술이 가장 효과적으로 다루는 구체적인 SDG 목표는 무엇인가?
• RQ3 농업 분야의 IoT 통합이 기술적 발전을 넘어서 지속가능한 발전에 기여하는 정도는 어느 정도인가?
• RQ4 IT 전문가와 정책 입안자가 스마트 농업을 위한 IoT 기반 솔루션을 어떻게 확산시킬 수 있는가?
• RQ5 제안된 모델은 기술 혁신과 글로벌 지속가능성 목표 간 격차를 어떻게 메울 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 IoT 기반 스마트 농업 모델은 SDG 6(청정 물 및 식수), SDG 7(저비용 청정 에너지), SDG 8(선진 일자리 및 경제 성장), SDG 9(산업, 혁신 및 인프라), SDG 11(지속가능한 도시 및 공동체), SDG 12(책임 있는 소비 및 생산)의 목표를 직접 지원한다.
• 자동 관개 및 모니터링을 통해 물과 에너지의 효율적 사용이 가능해져 낭비를 줄이고 자원의 지속가능성을 높인다.
• 데이터 기반의 농업 의사결정을 가능하게 함으로써 농업 생산성을 향상시키고 농촌 경제 발전을 지원하여 SDG 8과 SDG 11와 부합한다.
• IoT의 통합은 환경 영향을 최소화하고 지속 가능한 땅 이용을 촉진함으로써 기후 회복력을 강화한다.
• 정부 및 개발 기구가 기술을 단순히 효율성 향상뿐 아니라 더 넓은 지속가능한 발전 성과를 달성하기 위해 채택할 수 있는 명확한 길을 제시한다.
• 연구는 기술 솔루션이 성능 외에도 글로벌 지속가능성 목표에 기여하는지 여부를 평가해야 한다고 강조한다.