‘지구의 허파’로 불리는 아마존 열대우림의 화재가 걷잡을 수 없이 번지기 시작한 지 벌써 몇 주가 지났습니다. 올해만 해도 벌목, 목축, 채굴을 목적으로 개간을 하다가 수만 건의 화재가 발생한 것으로 기록됐습니다.
전 세계적으로 취약한 산림 규정, 턱없이 부족한 산림 감시원의 숫자는 최대 1,520억 달러(약 18조 120억 원) 규모의 불법 목재시장과 상대가 되지 않습니다. 세계 이산화탄소 배출량 중 약 20%가 산림 벌채 과정에서 발생합니다.
그런데 AI가 산림 감시원들의 귀 역할을 대신할 수 있다고 하는데요. AI를 이용해 불법 벌목의 적신호라고 할 수 있는 전기 톱 소리, 미승인 차량 소리를 잡아낼 수 있다고 합니다. AI 기반의 첨단 기술로 새로운 시장 개척에 나선 스타트업을 육성하는 가상 액셀러레이터 프로그램인 엔디비아 인셉션(Inception)의 회원 아웃랜드 애널리틱스(Outland Analytics)는 오디오 인식 알고리즘을 적용해 나무에 설치돼 소리 신호를 감지하고 산림 감시원에게 경보를 보내는 제품을 개발했습니다.
필라델피아에 본사를 둔 아웃랜드 애널리틱스의 스무살 CEO 엘리엇 리차드스(Elliot Richards)는 “산림 감시원의 수가 심각한 수준으로 부족합니다”라고 말했습니다.
아웃랜드 애널리틱스는 고등학교 공학수업 과제에서 시작해 현재는 6명의 직원을 둔 회사로 성장했습니다. 리차드스 CEO는 “산불을 적시적기에 대처하지 못해 큰 규모로 이어지는 경우가 부지기수입니다”라고 말했습니다.
미국 산림청이 관리하는 토지는 약 30만 에이커(약 1,214km2) 당 단 한 명의 감시원만이 투입돼 불법 행위가 진행되고 있는지 순찰합니다. 경고 시스템 망을 구축하면 인력이 부족해 어려움을 겪는 전세계 산림 감시원들이 늦기 전에 불법 벌목 행위를 추적하고 예방하는데 도움이 될 수 있습니다.
아웃랜드 애널리틱스의 AI 알고리즘은 IBM 클라우드의 V100 텐서(Tensor) 코어 GPU을 포함, 엔디비아 GPU를 통해 학습됐습니다. 아웃랜드 애널리틱스는 뉴욕주 환경보존부(New York State Department of Environmental Conservation)와 함께 현장 검사를 진행하고 있으며, 올 가을에는 유료 시범사업을 진행할 계획입니다.
벌목 소리 잡아내는 AI
모든 고등학교 수업과제가 본격적인 스타트업 사업으로 이어지는 건 아니지만, 아웃랜드 애널리틱스의 경우는 달랐습니다. 이 회사는 공동창업자 리차드스와 에드워드 버클러(Edward Buckler) CEO의 자연사랑과 토지관리에 대한 관심에서 시작됐죠.
드렉셀 대학교(Drexel University)와 스토니브룩 대학교(Stony Brook University)에 재학중인 두 사람은 산림보호를 혁신하겠다는 목표를 가지고3년 전 아웃랜드 애널리틱스를 설립했습니다.
일부 기업에서는 위성 이미지나 트레일 카메라를 이용해 산림 감시원들에게 알림을 전달하지만, 이 방법으로는 대개 즉각적인 결과를 도출하지 못하고, 동영상을 봐도 등장인물을 식별하기가 거의 불가능하다는 단점을 갖고 있습니다. 오디오를 분석하는 저지연AI 모델들은 반응시간을 줄여, 넓은 면적의 우림을 분 단위로 감시할 수 있습니다.
아웃랜드 애널리틱스 팀은 텐서플로우(TensorFlow) 딥 러닝 프레임워크를 이용해 현장 녹음자료와 일반인들에게 공개된 자료를 통해 얻은 약 100시간에 달하는 오디오를 AI 알고리즘에 학습시켰습니다
버클러 CEO는 “클라우드 GPU는 사전 설정됐기 때문에 아주 훌륭합니다”라며, “IBM 클라우드의 V100에 우리 모델을 학습시키도록 하면 단 몇 시간 안에 학습이 끝나 있습니다. 매우 간편하게 사용할 수 있어 놀라웠죠”라고 말했습니다.
버클러와 리차드 CEO는 태양 전지판과 안테나를 갖춘 작은 백팩 크기의 휴대전화 연동 에지 장치를 만들었습니다. 이 장치를 나무에 부착하면 최대 150 에이커(약 0.6km2)의 우림에서 보내진 소리 신호를 수집하고 클라우드에 전송·분석해 모니터링할 수 있습니다.
이 신경망이 전기 톱이나 미승인 차량을 감지하면 산림 감시원에게 이메일을 전송해 감시원을 파견하거나 감시원 개인에게 문자를 전송합니다. 관리 당국은 삼림 파괴 현장에 출동해 범인을 범죄 현장에서 바로 검거할 수 있죠.
이 에지 장치는 유지 보수비도 낮으며, 어떤 높이에서도 설치할 수 있습니다. 또한 태양광 전력을 사용해 햇빛 없이도 며칠간 사용이 가능하죠. 현재까지 애디론댁(Adirondack) 산맥과 캐츠킬(Catskill) 산맥에서 시범 적용된 바 있습니다.
리차드스 CEO는 “산림보호는 결코 쉽지 않습니다”라며, “경찰특공대가 범죄 현장에 실시간으로 대응할 수 있도록 지원하고 싶습니다”라는 바램을 전했습니다.