머신러닝으로 학습한 AI가 산림 보호...아웃랜드 애널리틱스, 산림 감시 시스템 개발

도대체 어떤 기술과 제품이 얼마나 더 많이 세상에 등장할까? 인공지능에 의한 인공지능을 위한 인공지능에 의해, 만들어지고 진화하게 될 것들에 대한 이야기다. 진화하는 속도에 가속도가 붙은 인공지능 분야에서는, 시간의 개념이 인간지능의 시대와는 다르게 흐른다. 빠르고 조밀하고 치밀하지만, 역설적으로 광활하고 거대하다. 

 

그런 면에서 보면 인공지능을 연구하고 활용하고 그것으로 무엇인가를 만들어내는 사람들은 예술가와 닮았다. 다양한 소재에서 영감과 아이디어를 얻고, 수많은 재료를 자신만의 방법으로 해석하고 활용하는 방법이 탁월하다. 그들에게는 평범한 것도 평범하지 않고, 특별한 것도 특별하지 않은, 모두를 넘어서는 ‘독창성’이라는 특별한 능력이 있다.

 

그래서 인공지능이 결코 인간지능을 능가할 수 없을지도 모른다. ‘지능적’인 면에서는 인간의 것을 압도할 수 있을지 모르지만, ‘독창성’은 사람이 가진 절대적인 가치이자 능력인 까닭이다. 그래서 인공지능을 어떻게 무엇으로 활용할 수 있을지를 결정하는 것은, 오롯이 인간만이 할 수 있는 고유한 영역임이 틀림없다. AI를 이용해 숲을 보호하는 방법을 생각해낸 아웃랜드 애널리틱스(www.outlandanalytics.com)라는 기업도 그런 사람들이 모인 곳이다.

 

아웃랜드 애널리틱스가 개발한 불법 벌목 및 오프로드 차량 감시 시스템의 구성도. 머신 러닝을 통해 학습한 시스템이, 마이크를 통해 수신한 소리를 인공지능으로 분석한 후, 이상징후라고 판단하면 경고 메시지를 관리자에게 보낸다.(화면:아웃랜드 애널리틱스)

 

아웃랜드 애널리틱스는 인공지능을 활용해 산림을 보호하고 생물의 다양성을 보존하며 기후 변화를 완화할 수 있는 솔루션과 시스템을 개발하는 스타트업이다. 현재는 불법 벌목이나 자연을 훼손하는 오프로드 차량의 불법적인 운행을 감시하고 알려주는 시스템을 개발하고 운영하고 있다. 아웃랜드 애널리틱스의 감시시스템은 머신 러닝으로 인공지능 알고리즘을 학습시키고, 이를 기반으로 불법적인 활동을 감시하고 알려준다. 

 

감시 시스템에서 활용하는 것은 오디오 데이터, 즉 ‘소리’를 이용한다. 텐서플로 딥 러닝 프레임워크를 사용하여, 현장 기록과 공개된 데이터를 이용해. 약 100시간 분량의 오디오로 AI 알고리즘을 교육했다. 산속이나 들판에서 일상적으로 발생하는 자연적인 소리와 그렇지 않은 소리를 구별할 수 있는 능력을 학습시킨 것이다. 

 

이를 기반으로 센서와 통신 시스템으로 구성된 아웃랜드 애널리틱스 엣지(Edge)가 설치된 주변의 환경을 실시간으로 모니터링한다. 일종의 원격 음향 모니터링 장치인 아웃랜드 애널리틱스 엣지 디바이스는 나무 등에 고정해 놓을 수 있게 설계됐다. 데이터 전송은 AT&T와 T-Mobile 이동통신망을 활용한다. 위치 확인을 위한 GPS 역시 탑재되어 있으며, 무게는 4.5파운드다.

 

오디오 데이터를 수집하는 모니터링 장치는 나무 등에 고정시켜 놓을 수 있다. 본체는 GPS 수신기, 마이크, 이동통신 모듈, 리튬이온 배터리, 태양광 전지 패널 등으로 구성되어 있다.(사진: 엔비디아 & 아웃랜드 애널리틱스)

 

방수와 방진 기능을 갖춘 케이스에 이동통신 모듈과 마이크 그리고 리튬이온 배터리가 내장되어 있다. 리튬이온 배터리는 최대 9W 전력 생산이 가능한 태양광 패널을 통해 충전할 수 있다. 리튬이온 배터리는 완전하게 충전된 상태에서는 전원 공급이 이루어지지 않아도 최대 7일까지 사용할 수 있다. 

 

모니터링 장치가 감지하는 것은, 전기톱과 오프로드 차량의 소리다. 감지 범위는 지형과 주변 환경에 따라 달라지는데, 최소 90~150에이커(약 0.36~0.61 제곱킬로미터) 영역을 감지할 수 있다고 한다. 감지된 소리에서 이상 징후를 발견하면, 클라우드에 업로드해 인공지능으로 분석한다. 분석 결과 관리자나 관계자에게 경고가 필요하다고 판단되면, 웹, 이메일, 텍스트로 메시지를 전달한다. 

 

데이터 분석이나 교육에는 엔비디아의 V100 텐서 코어 GPU 등으로 구성된 IBM 클라우드를 활용한다. 전기톱이나 오프로드 차량이 이동 소리라고 분석 결과가 나오면, 이를 산림감시원이나 환경보호 업무를 담당하고 있는 공무원에게 알려준다. 경고 메시지를 수신한 담당자는 경고 메시지를 전송한 장치 위치로 출동하게 된다.

 

미국 산림청의 경우 한 명의 산림감시원이 순찰하고 관리하는 지역은 약 3만 에이커에 달한다. 한 사람이 불법행위를 감시하고 단속하기에는 역부족일 만큼 넓은 지역이다. 아웃랜드 애널리틱스의 감시시스템이 있다면 이러한 업무를 보다 수월하고 효율적으로 수행할 수 있다. 현재 미국 일부 산림지역에서 테스트를 끝마쳤으며, 본격적인 상용화가 되면 미국뿐만 아니라 전 세계 어디에서나 산림 보호를 위한 솔루션으로 활용할 수 있을 것으로 보인다. 

 

아웃랜드 애널리틱스는 고등학교 프로젝트를 사업화한 6명의 직원을 둔 작은 스타트업이다. 본사는 필라델피아에 있으며, 공동 창업자인 엘리엇 리차드와 에드워드 버클러가 각각 CEO와 CTO를 맡고 있다. 나머지 4명의 직원 중에서 3명은 개발자들이고, 1명이 사업 개발을 담당하고 있다.