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2050년 재활용순환시스템을 도입한 도시의 지하농장
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이 글은 2023년 ‘제47회 전국초-중학생 발명글짓기-만화공모전’에서 과학기술정보통신부장관상을 수상한 임주예 갈매중학교 1학년 임주예 학생의 글짓기로서 한편의 발명동화처럼 흥미롭다. 그래서 발명동화로 소개하기로 했다.
‘왕연중의 발명동화’ 275~281번째 소개된 우리나라 최초 전국 초-중학생 대상‘발명 사상 앙양 – 보급 제1회 작문 현상모집 수상 작품집’에 실린 글과 함께 볼 수 있도록 317째에 소개하기로 했다.
제1회와 제47회 수상작품을 함께 읽으며 큰 도움이 되기를 기대해 본다.
여기에 소개된 제1회와 제47회 글의 주인공이 연락을 주신다면 제가 쓴 책에 사인을 하여 보내드릴 것을 약속한다.
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2050년 미래의 대한민국은 어떠한 모습을 하고 있을까? 도시로의 인구밀집이 집중화되면서 초고층화, 디지털화되었으며, 지방의 작은 마을이나, 소도시들은 점차 사라져갔다. 농부들은 점차 줄어들었고, 젊은이들은 기술쪽 직업을 선호하게 되었다. 지방의 농지들은 생산력 저하 및 인력 부족으로 점차 쇠락 하였다. 그러나 2050년의 사람들도 여전히 음식을 필요로 한다.
그래서 정부, 과학자, 엔지니어들은 오랜기간 재정과 연구 개발을 통하여 SF-WEUS (Smart Farm Wastes Engineering in Underground Space)를 발명하였다. SF-WEUS라고 부르는 혁신적인 발명은 쉽게 말하여 지하 도시형 폐기물 순환시스템을 적용한 스마트팜을 말한다. 이는 도시의 지하, 지하철 보다도 훨씬 깊은 지하공간에 아주아주 커다란 농장이 생긴 것을 말한다.
서울을 예로 SF-WEUS는 여의도 면적의 10배에 달하는 아주 커다란 공간이다. 지하의 하늘에선 인공태양이 작물들을 비추어 광합성을 돕고 전기 에너지 공급에 기여한다. 작물들은 공간을 넓게 활용하기 위해 초대형 선반식으로 배치한다. 선반의 맨 윗부분은 인공태양으로 광합성을 하고 아랫부분들은 전기 에너지 공급을 받아 빛으로 광합성을 하게 된다.
또한, 작물들이 익는 온도는 자동온도 시스템을 통하여 조정된다. 작물을 잘 자라게 하기위해 비료생산을 해야하는데, 비료는 인간의 배설물을 포함한 다양한 음식물쓰레기, 죽은 식물 등을 재활용하게 된다. 도시 아래에 있는 수송통로를 통하여 폐기물은 비료로 전환하는 기계에 도착한다.
도착해서 독성물질 제거와 여러 필터 및 유기물(미생물 등)의 첨가과정을 거치게 되면 비로서 사용될 수 있는 비료가 완성된다. 비료는 정밀하게 조정이 가능한 산업용 로봇팔에게 주입하여 일정한 시기에 비료를 뿌리게 된다. 다음으로 물이 필요한데 물은 수도관을 통하여 오염된 물에 정수 과정을 거쳐 사용된다.
다른 초대형 선반(배양기)에서는 육류가 생산된다. 이는 과거 사람 들이 즐기던 소와 돼지를 직접 사육 및 도축하여 생산한 고기가 아니다. 다양한 기술개발을 통하여 배양육(Clean meat)이라고 부르고 있다.
2050년에는 매우 보편화되어 사람들의 주요 육류소비의 한 축을 담당하고 있다.
배양육은 건강하고 우량한 가축의 줄기세포를 채취하고 배양하여 축산농가 없이 생산이 가능하다. 고기를 배양하는 생명공학기술로 생산하는 살코기로 인큐베이터가 놓인 선반에서 적적한 온도유지와 영양분을 공급하여 키우게 된다.
또한, 지하공간이라 공기 순환이 필요한데, 밖으로 연결되는 긴관을 사람의 발길이 닿지 않는 곳이나 건물에 붙여 수천개를 만든다. 환풍시스템을 갖춘 커다랗고 긴관으로 내부에서 발생된 열을 배출하고 시원하고 깨끗한 공기를 들여온게 된다.
마지막으로 산업용 로봇들은 비료 뿌리기, 가지치기, 물주기, 수확하기 등 농부의 역할을 하게 된다. 수확 된 작물들은 초고속 이동시스템을 통하여 마트, 학교, 기업 등과 같은 다양한 시설로 이동된다.
이 과정은 과거 지역 농지에서 생산하던 방식에 비하여 배송시간을 혁신적으로 단축하고, 환경오염을 감소시켰으며, 더 빠르게 전달 받을 수 있다.
SF-WEUS는 집약적인 정보통신, 온도시스템과 같은 수많은 기술들이 동원되어 계절과 이상 기후에 관계 없이 농산물을 수확 할 수 있게 된다. 그러면 더 많은량을 수확하여 식량난을 해결하는게 도움을 준다.
지상에 있는 농장이나 텃밭이 줄게 되면서 더 많은 여가생활 공간과 주거공간이 마련된다. 이러한 지하 스마트팜이 발명되면서 작물에게 맞는 기후조건과 다양한 시스템을 조종하는 농업/IT가 합쳐진 새로운 직업도 생겨나게 된다.
많아지는 인구에 반해 한정적인 공간과 기후의 급격한 변화로 부족해질 식량! 미래에는 과학기술이 더더욱 발전하여 SF-WEUS와 같은 초대형 발명품이 현실화되길 바란다.
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왕연중의 발명동화
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