[노봉수 서울여자대학교 명예교수] ‘푸드테크’란 음식(Food)과 기술(Technology)의 합성어로, 식품산업과 정보기술관련(ICT) 분야가 융합해 생성된 기술이다. 또 기존의 식품산업의 범위를 뛰어넘어 농·축·수산물의 생산과 유통, 식품 제조와 관리·배달 및 소비, 식당 운영 등 다양한 분야까지 다루는 4차 산업혁명의 일환인 신산업을 말한다. 

푸드테크 분야를 새롭게 변화시키고 있는 요소로는 인공지능(AI)·사물인터넷(IoT)·3D프린팅·로봇·플랫폼·대체육·가상현실 등이 있으며 관련 시장 또한 급속도로 성장하고 있다. 특히 전 세계적으로 푸드테크에 투자된 금액은 2013년 약 2조1000억원 정도에 불과했지만 5년 만인 2018년에는 무려 22조1000억원을 기록할 정도로 투자가 늘었다.

2021년 온라인 식품 거래금액은 58조5000억원에 도달해 2017년 대비 4배나 증가했다. 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 사태로 모든 산업이 위축됐지만 오히려 비대면 식품 공급이 활발하게 이뤄져 푸드테크 영역에서 유통과 배달이 더 발전되는 효과가 나타났다. 

최근 우리의 일상에서 접할 수 있는 모바일 애플리케이션(앱)을 통한 배달 음식 주문·서빙 로봇·자율주행 배달차·무인 식당·키오스크 주문 등이 바로 푸드테크다. 또한 이들의 거래와 유통을 돕기 위한 새로운 형태의 플랫폼들이 계속해서 만들어지고 있어 이제까지 접해보지 못한 새로운 형태의 비즈니스가 창출될 것으로 기대된다.

이런 변화를 불러온 계기는 무엇보다도 ICT의 급속한 발전 덕분이다. ICT는 산업 간 융합은 물론 학문 영역까지 경계를 허물면서 타 분야를 서로 연결해 주는 초연결성 역할을 해주고 있다. 따라서 푸드테크 산업은 미래에 해결해야 할 문제들을 풀어주는 방향으로 발전해 나갈 것으로 보인다.

푸드테크의 발전 필요성

그렇다면 푸드테크는 왜 필요할까. 식량 안보 차원에서 볼 때 가뭄과 홍수, 기온 상승 등 예기치 못한 기후변화는 농·축산물의 생산 예측을 어렵게 만든다. 특히 수입 농산물이 75%를 상회하는 우리나라의 경우 외국의 기후변화가 곧바로 농산물 공급량에 영향을 미친다. 안정적 식량 공급이라는 차원에서 기술의 개입이 필요할 수밖에 없다.

환경 관련 문제도 있다. 매년 전 세계 육류 생산 과정에서 2억톤(t) 이상의 가스가 배출되는 등 환경 오염 문제가 발생하고 있다. 또 세계적으로 육류 소비량은 날로 늘어나고 있지만 국내외 가축 사육 여건은 원활하지 않은 실정이다. 새로운 가축전염병의 발생 빈도도 증가하고 있고, 이외에도 가축 사육에 따른 분뇨 냄새, 폐수처리 등의 문제도 해결해야 하는 상황이다. 

아울러 국제적으로 탄소중립과 지속가능성이 중요해지면서 환경·사회·지배구조(ESG)가 강조되는 추세다. 2021년 유엔기후변화협약 총회에서는 2030년까지 메탄 배출량을 2020년 대비 30% 감축하겠다고 약속했다. 하지만 우리나라 메탄 배출량은 2018년 기준 2800만t으로 농·축·수산에서 배출되는 메탄이 전체의 1220만t(43.6%)으로 비중이 매우 높은 실정이다. 결국 이런 문제들을 종합적으로 해결할 수 있는 푸드테크 분야를 발전시켜야 할 환경이 조성된 것이다. 

대표적인 푸드테크 사업들

푸드테크 요소 중 가장 큰 발전이 이뤄지고 있는 분야는 AI다. AI를 잘 적용하고 있는 대표적인 업체로는 아마존을 꼽을 수 있다. 아마존은 현재 취급하는 상품만 약 4억 가지 이상이다.

수많은 상품에 대한 정보와 상품들 위치를 파악하는 일은 인간의 두뇌로는 어려운 일이다. 아울러 재고 정리까지 감안하면 보통 일이 아닐 수 있다. 이와 관련 아마존은 이미 AI를 똑똑하게 활용하고 있다.

수많은 종류의 식품을 다루는 물류창고에서는 신속하게 상품을 픽업하고 포장해 배송한다. 이때 AI가 어떤 제품이 주문이 들어올 것인지 예측해 신속하게 처리할 수 있는 장소로 사전에 제품을 이동시켜 놓는 '추측 업무'까지 진행하고 있다.

식품은 공업 제품과 달리 상품의 특성에 따라 냉장·냉동보관을 해야 하므로 이를 구분해 적절한 곳에서 저장이 이뤄져야 한다. 또 신선도에 따라 상품 가치가 변화하기 때문에 선입선출이 제때 잘 이뤄지지 못하면 상품이 창고 구석에서 썩고 만다. 아마존의 이런 노하우는 클라우드 비즈니스를 통해 더욱 확대되고 있다. 

하루에 1000만건의 물품을 AI로 처리하는 영국의 최대 물류업체인 오카도도 노하우가 뒷받침되지 못한다면 언젠가 아마존에 인수 합병될 가능성이 있다. 이에 자신들이 살아남을 수 있는 방법을 찾아 나선 끝에 AI와 로봇이 함께 움직이는 새로운 형태의 물류 체인 모델을 확립했다. 이 기술은 세계 각국에서 활용되고 있으며 내년부터는 국내 회사와 제휴도 예정돼 있다. 

배달의민족은 유통 물량 수급 원활과 함께 작업자의 과로 문제 이슈가 재발하지 않도록 AI와 로봇·자동화 시스템을 도입해 시행하고 있다. 배달·서빙·자율주행 로봇 이용 서비스도 시행하고 있으며 장보기 마트·퀵커머스 등 현대인의 가려움증을 해소해 주고 있다. 이런 서비스는 국내는 물론 동남아시아 15개국에서도 제공하고 있어 푸드테크 산업의 선도적인 역할을 하고 있다.

스타벅스는 과거 좋은 원두를 선택하고 배전 온도와 추출 조건에 따라 맛있는 커피를 제공하는 것이 주 목표였다. 하지만 AI가 도입되면서 등록된 소비자의 이름을 확인하는 것과 동시에 개인별로 선호하는 구체적인 타입의 커피 제조도 가능해졌다. 또 자동차로 이동 중 주문을 하면 요청 시간대에 바로 커피를 픽업할 수 있다. 아울러 AI는 커피 품질관리에도 도움이 된다. 스타벅스는 전 세계 1만7000여개의 매점에서 운영되는 커피추출기에 대한 관리를 진행해 균일한 품질의 커피를 각 점포에서 제공하고 있다.

또한 푸드테크는 소비자의 음식 주문 데이터 등 빅데이터 딥러닝(자가 학습)을 통해 어떤 종류의 식당을 어느 곳에 창업할 수 있을지 파악이 가능하다. 더불어 주말 외식 인구의 이동을 토대로 교통량의 체증을 완화할 수 있는 신호체계의 업그레이드와 도로의 신설까지도 파악할 수가 있다.

아울러 3D프린터와 적절한 식재료, 그리고 레시피(요리법)가 있다면 각 가정에서 세계적으로 유명한 세프의 음식도 직접 만들어 먹을 수 있다. 

농업에 활용되는 푸드테크

스마트 농업에서도 AI를 활용해 작물의 성장 환경을 실시간으로 모니터링하고, 바이오센서를 통해 작물의 생장 상태와 특정 질병의 조기 진단을 할 수 있다. 이를 통해 농작물의 생산성을 향상하고 병해충의 피해를 최소화할 수 있다. 또한 생산 과정에서의 자동화와 최적화를 통해 농작물 생산성을 향상시킬 수 있다.

네덜란드에서는 농업인들 간 생산성 경쟁대회가 매년 개최된다. 이 대회에는 AI와 로봇을 이용해 농사를 짓는 팀과 다년간의 농사 경험을 지닌 농업인들이 팀을 이뤄 참가한다.이때 AI를 적용한 농업인 팀은 수십만 번의 학습을 통해서 온도와 습도 햇빛의 양 등 기후변화·물의 양·토양의 지력 상태 등 다양한 변수에 대한 적응도를 극대화했다. 그 결과 전문 농업인의 생산량보다 훨씬 더 많은 양을 생산해 대회에서 이길 수 있었다. 

전국 토양 이화학성 정보를 활용한 농업 생산성 개선 방법도 있다. 작물별 재배 적지 추천과 비료 사용 처방, 토양개량제 보급 등 적정한 양분 관리로 생산성을 개선하는 것이다. 토양 분석 데이터는 과거와 현재를 연결하는 귀중한 자료로, AI 등 다양한 데이터 분석기술을 적용하면 농경지와 토양, 건강성 지표 설정은 물론 지역별 농지 특성에 맞는 토양관리 솔루션도 제공할 수 있다.

기후변화는 농업 생산성에 직접적인 영향을 미치는 만큼 여러 상황에 대비하려면 정확한 예측과 판단이 중요하다. 그래서 AI를 활용해 기후조건별 토양의 상태변화와 작물 생산성 예측으로 농작물 피해를 줄일 수 있게 전략을 세운다. AI 예측 모델로 토양개량이 필요한 지역을 선정하면, 정책 부서에서는 토양 건강성 확보에 투입되는 비용을 산정해 피해를 최소화하거나 극복할 방안을 제시할 수 있다.

고려해야 할 사항

AI의 발전은 실제로 많은 산업 분야의 인원 축소를 가져올 수 있다. 그러나 한편으로는 AI를 활용하기 위한 또 다른 인원을 충원해야 할 필요가 있다. 기존의 데이터를 AI에 적용하기 위해 디지털 전환을 위한 작업이 필요하고 이 경우 새로운 일자리가 생겨날 수 있다. 사용자나 노동자 모두 이런 부분에 대한 이해가 필요하다.

또한 푸드테크는 서로 다른 산업 간 융합이 매우 중요한 분야다. 하지만 다른 분야의 산업이나 학문 간에 융합이 이뤄질 때 문제가 발생할 수도 있다. 반도체와 같은 금속 물체는 보관 중에는 변화가 없지만 식품은 보관 중에도 상할 수 있다. 이처럼 각 산업별 특성이 달라 융합 과정에서 서로의 산업을 존중해 주는 분위기 조성이 필요하다. 

푸드테크의 영역인 대체육에 대한 접근법도 신중히 고려해봐야 할 부분이다. 콩으로 만든 대체육은 탄소 배출량을 줄일 수 있는 대안으로 꼽힌다. 하지만 대체육을 만들 때 활용되는 배양육의 경우 생산 시 많은 에너지가 투입되고 이 과정에서 다량의 이산화탄소가 배출된다. 축산농장에서 배출되는 메탄가스보다 배양육 생산 때 생기는 환경 오염이 더 심각할 수 있다는 해외 연구 결과도 있다. 과연 대체식품이 어느 정도의 탄소 배출량을 저감화시킬 수 있는지 명확한 근거가 뒷받침될 필요가 있다. 

우리 정부의 푸드테크 지원이 더 강화돼야 한다는 지적도 나온다. 현재 여러 제반 요소가 복합적으로 융합된 개인맞춤형 상품을 만들기 위한 스마트 제조 산업은 각 나라마다 활기를 띠고 있다.

독일·미국·중국·일본 등 해외 주요국에서는 AI, 빅데이터 등 첨단 ICT 기술을 활용한 디지털 전환과 스마트 제조혁신을 통해 스마트 팩토리 중심의 글로벌 경쟁력을 확보하기 위해 정책 지원을 강화하고 있다.

특히 독일과 일본은 전통산업의 디지털 전환과 글로벌 제조 역량의 위상 강화를 위해 스마트 팩토리에 대한 정책 지원에 집중하고 있다. 미국은 AI, 빅데이터 등 첨단 ICT 기술경쟁력을 바탕으로 첨단제조업의 글로벌 리더십의 확보를 위한 스마트 제조 인프라 구축을 강화하고 있다.

중국은 AI의 글로벌 경쟁력을 토대로 선진국과의 격차를 해소하기 위한 단계별 스마트 제조의 고도화 전략을 추진하고 있다. 이와 관련 현재 우리나라는 중소기업의 디지털 전환과 제조 역량 강화를 위해 DNA(Data·Network·AI)를 통한 스마트 제조 고도화 전략을 추진하고 있다. 이처럼 각 나라의 정부가 노력하고 있는 만큼 우리 정부도 4차 산업혁명에서 태어난 새로운 산업, 푸드테크에 대해 과감한 지원과 제도개선이 전폭적으로 이뤄져야 한다.

푸드테크가 나아가야 할 방향은

푸드테크 산업을 발전시키기 위해서는 관련된 각종 규격과 기준을 신속하게 정비할 필요가 있다. 세포배양식품 같은 새로운 영역의 식품에 대해 소비자들은 불안해할 수 있기 때문이다. 하지만 현재 세포 배양육을 판매하는 국가는 싱가포르와 미국 두 나라에 불과해 참고할 만한 사례가 많지 않은 실정이다.

특히 우리나라는 푸드테크 관련 안전관리에 관한 구체적 방침이 세워져 있지 않다. 싱가포르와 유럽연합(EU)이 신규 식품 규정을 만들고 미국이 새로운 제도인 시판 전 협의 제도를 신설해 대응하고 있는 것처럼 우리도 실정에 맞게 새로운 규정이나 제도를 신속하게 확립할 필요가 있다.

현재 우리나라는 해외에서 판매하는 세포배양육이 수입될 가능성이 높다. 과학적으로 안전성 평가 기준 및 체계를 만들어 어떻게 수입대체 식품을 관리하고 규제해 나갈 것인지 고민해 봐야 할 시점이다.

인류가 현재 부딪히고 있는 인구문제·기후변화·코로나19와 같은 상황에서 식품공급의 문제를 해결해 나가기 위해서는 과거와는 전혀 다른 처방이 필요하다. AI를 비롯한 ICT 분야와의 융합을 통해 이런 문제들을 하나씩 해결해 나갈 수 있다고 본다.

미국에서 매년 열리는 세계 최대 소비자가전 전시회(CES)에서 5대 글로벌 사업으로 푸드테크를 초대한 것은 푸드테크가 문제를 해결해 나갈 수 있는 열쇠를 쥐고 있다고 봤기 때문이다. 또 다가올 '우주 시대'를 맞아 장기간 우주에서 살아남을 방법을 제시할 수 있는 것도 푸드테크 산업의 역할이다. 푸드테크의 발전을 통해 지구가 현재 당면한 문제를 해결할 뿐만 아니라 우리나라 산업도 한 걸음 더 나아갈 수 있기를 바란다.

노봉수 명예교수는_서울대 식품공학과를 졸업하고 UC 데이비스(Davis)에서 석·박사를 취득한 후 서울여대에서 재직했다. 퇴임 이후에는 트루나스 연구소장으로 근무 중이며 동서식품에서 연구원, 특수식품광고심의 위원장으로 봉사하고 있다.

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