지구의 날, AI와 가속화된 컴퓨팅이 지구를 보호하는 5가지 방법

by NVIDIA Korea

기후 모델링에서 멸종 위기 종 보존에 이르기까지, 전 세계 수많은 개발자, 연구원 그리고 기업들은 엔비디아(NVIDIA) 기술의 도움으로 환경 보존을 위해 AI를 활용하고 있습니다.

이들은 멸종 위기에 처한 아프리카 검은 코뿔소를 추적하고, 영국의 태양 에너지 가용성을 예측하고, 상세한 기후 모델을 구축하고, 위성 이미지로 환경 재해를 모니터링하는 데 엔비디아 GPU와 소프트웨어를 사용하고 있습니다.

이번 지구의 날을 맞이하여 AI와 가속 컴퓨팅이 지속 가능성, 기후 과학 그리고 에너지 효율성을 어떻게 발전시키고 있는지 5가지 주요 방법들을 소개합니다.

1. 생물 다양성 보전, 지속 가능한 농업에 AI 적용

멸종 위기에 처한 종을 보호하기 위해 환경이나 드론에 내장된 카메라 지원 엣지 AI 디바이스는 과학자들이 야생에서 동물을 관찰하고 개체수를 모니터링하며 포식자와 밀렵꾼들의 위협을 감지하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

영국에 본사를 둔 비영리 단체인 Conservation AI는 엣지 AI를 위한 엔비디아 젯슨(NVIDIA Jetson) 모듈로 구동되는 70개 이상의 카메라를 전 세계에 배포했습니다. 엔비디아 트리톤(NVIDIA Triton) 추론 서버와 함께 Conservation AI 플랫폼은 단 4초 만에 영상에서 관심 있는 종을 식별할 수 있으며, 환경 보호 전문가들이 밀렵꾼을 발견하고 신속하게 개입할 수 있도록 지원합니다. 또 다른 연구팀은 드론 기반 AI를 사용하여 나미비아의 멸종 위기에 처한 검은 코뿔소를 모니터링하기 위한 엔비디아 젯슨 기반 솔루션을 개발했습니다.

드론을 통해 관찰한 코뿔소의 공중 모습. 이미지 크레디트: WildTrack.

또한 아티스트 소피아 크레스포(Sofia Crespo)는 타임스퀘어에서 제너레이티브 AI 아트 디스플레이를 통해 멸종 위기에 처한 동식물에 대한 인식을 높였으며, 엔비디아 GPU로 훈련된 생성형 적대 네트워크를 사용하여 상대적으로 알려지지 않은 종을 나타내는 고해상도 비주얼을 제작했습니다.

농업 분야에서는 베이 지역의 스타트업 버단트(Verdant)와 스마트 트랙터 회사인 모나크 트랙터(Monarch Tractor)가 제초제 사용을 줄이기 위한 정밀 살포 등 지속 가능한 농업 관행을 지원하기 위한 AI를 개발하고 있습니다.

 

2. 재생 에너지 연구 지원

엔비디아 AI와 고성능 컴퓨팅은 거의 모든 재생 에너지 연구 분야를 발전시키고 있습니다.

비영리 제품 연구소이자, 엔비디아 인셉션(NVIDIA Inception) 프로그램의 멤버사인 Open Climate Fix는 태양 전지판 위에 덮인 구름을 예측하는 데 도움이 되는 AI 모델을 개발하여 전력망 운영자가 고객의 전력 수요를 충족하기 위해 그날 생산할 수 있는 태양 에너지의 양을 결정할 수 있도록 돕고 있습니다. 스타트업인 Utilidata와 Anuranet은 보다 에너지 효율적이고 탄력적인 그리드를 구현하기 위해 엔비디아 젯슨을 사용하여 AI 지원 전기 계량기를 개발하고 있습니다.

지멘스 게임사 리뉴어블 에너지(Siemens Gamesa Renewable Energy)는 엔비디아와 협력하여 엔비디아 옴니버스 및 엔비디아 모듈러스(NVIDIA Modulus)를 사용하여 풍력 발전 단지의 물리 정보 기반 디지털 트윈을 제작하고 있습니다. 영국 기업 Zenotech는 클라우드 기반 GPU를 사용하여 풍력 발전 단지의 140개 터빈의 에너지 생산량을 정확하게 시뮬레이션했습니다. 또한 컨소시엄이 주도하는 프로젝트인 기가스택은 물을 수소 연료로 전환하는 풍력 발전 단지의 개념 증명을 구축하는 데 옴니버스를 사용하고 있습니다.

로렌스 리버모어 국립연구소(Lawrence Livermore National Laboratory)의 연구원들은 17,280개의 엔비디아 GPU가 탑재된 세계에서 6번째로 빠른 HPC 시스템인 시에라에서 실행되는 HPC 시뮬레이션을 사용하여 핵융합 에너지 분야에서 획기적인 성과를 거두었습니다. 또한 영국 원자력청에서는 핵융합 에너지 발전소 설계를 위해 엔비디아 옴니버스 시뮬레이션 플랫폼을 테스트하고 있습니다.

3. 기후 모델 가속화, 날씨 시각화

대기를 정확하게 모델링하는 것은 향후 수십 년 동안의 기후 변화를 예측하는 데 매우 중요합니다.

극한 기상 현상을 더 잘 예측하기 위해 엔비디아는 일주일 전에 재앙적인 대기의 정확한 경로를 예측할 수 있는 물리-ML 모델인 FourCastNet을 개발했습니다.

엔비디아와 록히드 마틴은 옴니버스를 사용하여 복잡한 날씨 시각화를 생성하는 데 필요한 시간을 크게 단축할 수 있는 미국 국립해양대기청을 위한 AI 기반 디지털 트윈을 구축하고 있습니다.

노스웨스턴 대학교와 아르곤 국립연구소 연구원들은 산불, 도시 열섬, 기후가 농작물에 미치는 영향을 더 잘 이해하기 위해 엔비디아 젯슨 기반 디바이스를 사용하여 하이퍼로컬 접근 방식을 취하고 있습니다.

4. 위성 데이터로 환경 재해 관리

지상에서 상황을 파악하기 어려운 경우, 위성 데이터는 기후 재난을 모니터링하고 관리할 수 있는 강력한 유리한 지점을 제공합니다.

엔비디아는 유엔위성센터와 협력하여 유엔위성센터의 위성 이미지 기술 인프라에 AI를 적용하여 인도주의 팀에게 홍수, 산불 및 기타 기후 관련 재난에 대한 실시간에 가까운 인사이트를 제공할 계획입니다.

오비탈 사이드킥 기술로 메탄 누출을 감지했습니다.

엔비디아 인셉션 멤버인 마스터풀 AI는 위성 및 드론 피드에서 기후 위험을 감지할 수 있는 머신 러닝 툴을 개발했습니다. 이 모델은 산불을 일으킬 수 있는 녹슨 변압기를 식별하고 허리케인 후 피해 평가를 개선하는 데 사용되었습니다.

샌프란시스코에 본사를 둔 영화 ‘인셉션’의 스타트업 오비탈 사이드킥은 전자기 스펙트럼 전반의 정보인 초분광 인텔리전스를 수집하는 위성을 운영합니다. 이 회사의 엔비디아 젯슨 기반 AI 솔루션은 이 데이터에서 탄화수소 또는 가스 누출을 감지하여 심각한 위기로 이어질 수 있는 누출 위험을 줄일 수 있습니다.

 

5. 에너지 효율적인 컴퓨팅의 발전

전 세계의 모든 CPU 전용 서버에서 AI 및 HPC를 실행하는 모든 서버를 GPU 가속 시스템으로 전환하면 전 세계는 연간 약 20조 와트시의 에너지를 절약할 수 있으며, 이는 미국 가정 약 200만 가구의 전력 수요에 해당하는 양입니다.

엔비디아 그레이스 CPU 슈퍼칩

반도체 리더들은 차세대 칩을 설계하고 제조하는 프로세스인 컴퓨팅 리소그래피의 시장 출시 기간을 단축하고 에너지 효율을 높이기 위해 엔비디아 cuLitho 소프트웨어 라이브러리를 통합하고 있습니다. 또한 테스트에서 동급 x86 프로세서 대비 2배의 성능 향상을 기록한 엔비디아 그레이스(NVIDIA Grace) CPU 슈퍼칩은 데이터센터가 전력 요금을 최대 절반까지 절감하는 데 도움이 될 수 있습니다.

AI 성능에 대한 가장 최근의 MLPerf 추론 벤치마크에서 엔비디아 젯슨(NVIDIA Jetson) AGX Orin 시스템 온 모듈은 배터리 구동 시스템을 포함하여 저전력 수준에서 AI 추론을 제공하여 최대 63%의 에너지 효율성 향상을 달성했습니다.

엔비디아는 작년에 수냉식 엔비디아 A100 텐서 코어 GPU를 출시했으며, 에퀴닉스는 이를 데이터센터에 사용하기 위해 평가했습니다. 양사는 액체 냉각을 사용하는 데이터센터가 공냉식 시설과 동일한 워크로드를 실행하면서 약 30% 더 적은 에너지를 사용할 수 있다는 사실을 발견했습니다.

보너스: AI 팟캐스트의 로봇 지원 재활용

스타트업 EverestLabs는 전 세계 재활용 시설에서 평균 25~40% 더 많은 폐기물을 회수하여 매립되는 재활용 가능한 재료의 양을 줄이는 데 도움이 되는 AI 소프트웨어 및 로봇 솔루션인 RecycleOS를 개발했습니다. 이 회사의 설립자 겸 CEO가 엔비디아 AI 팟캐스트에서 이 기술에 대해 이야기했습니다:

그린 컴퓨팅기후에너지 분야의 엔비디아 가속 애플리케이션에 대해 자세히 알아보세요.