[ 위즈덤  TECH ]인공지능 기술을 통해 기후변화를 막다

[위즈덤 아고라 / 박원빈 기자] 지구의 급속한 산업화 속에서 온실가스로 인한 딜레마가 심화되면서 인류가 만들어낸 재앙, 기후변화에 대한 적응과 완화에 대한 관심도 전 세계적으로 증가하고 있다. 최근 머신러닝과 딥러닝을 중심으로 한 인공지능 기술의 비약적인 발전에 힘입어 전 세계적으로 일어나는 수많은 자연 현상과 환경 변화에 대한 폭넓은 정보를 평가하고 예측할 수 있게 되었다. 인공 지능 기술은 가장 실용적이고 성공적인 접근 방식 중 하나로 떠오르고 있는 것이다. 

인공지능이 기후 변화에 대처하는 데 도움이 되는 다양한 방법들이 존재한다. 첫 번째 방법은 인공지능이 에너지를 생산하는데 새롭고 다양한 접근들을 만들 수 있다. 현재 과학자들이 논의하고 있는 질문은 “유용한 방식으로 에너지를 생성할 수 있는 태양 전지판이나 기타 재료를 만들 수 있습니까?”이다. 과거에는 지구 환경의 변화를 정확하게 추적하고 예측하는 것은 기술의 한계로 인해 범위와 속도에서 분명히 제약을 받았다. 예를 들어 토마스 에디슨은 전구를 만들었지만 결국 작동하는 필라멘트를 찾기 위해 수천 가지 재료를 테스트하여 원래의 필라멘트를 개발했다. 그러나 최근 인공지능 기술의 급속한 발전으로 연구자들은 이러한 제약을 극복할 수 있게 되었고, 인공지능 기술은 인류의 기후변화 적응능력을 향상하고 온실가스 배출량을 획기적으로 줄일 수 있는 신뢰할 수 있고 과학적인 방법으로 부상하고 있다. 인공지능이 사람과 비교했을 때 연구 시간과 결과에 대한 효율성의 사례가 있습니다. 예를 들어, 영국 방송 공사(BBC)에 따르면, 인공지능이 유방암 진단을 의사보다 더 정확하게 한다는 연구결과가 나왔다. 이번 인공지능은 구글 헬스, 임페리얼 칼리지 런던을 비롯한 국제 연구팀이 여성 약 2만 9000명의 엑스레이 사진을 토대로 컴퓨터 모델을 고안하고 개발하는 과정을 거쳤다. 이렇게 개발된 알고리즘은 유방조영상을 해독하는 데 있어 방사선 전문의 6명보다 뛰어난 결과를 냈습니다. 인공지능 기반의 기후변화 대응은 이미 에너지, 교통, 건축, 농업, 재난대응 등 다양한 산업에서 검증되고 있으며 효과적인 대응책이 될 수 있음이 분명해지고 있다.

AI는 엄청난 수의 데이터 포인트를 분석하여 기후가 어떻게 변하고 있는지 예측할 수 있다. AI가 지구의 시스템에 대한 이해를 발전시키는 데 중요한 이유는 시간이 지남에 따라 지구에 대한 더 많은 데이터를 얻고 있기 때문이다. 그래서 오늘날 우리는 위성 데이터를 수집하고 원격 감지 관측을 통해 이제 산사태, 날씨, 수위 등의 패턴을 볼 수 있다. 아울러 이러한 전 지구적으로 수집된 데이터는 지구환경 변화에 대한 다양한 시계열 데이터와의 융합분석을 통해 극한 이상기후의 발생 등 미래 환경 변화에 대한 정교한 예측을 제공할 수도 있다. 이러한 결과는 에너지 발전량 조절, 효과적인 인프라 구축계획 수립, 각종 재난재해 대응 등 기후변화에 대한 인류의 대응력을 높이는 데도 활용될 수 있다.

영국의 국영전력회사(UK National Grid Electricity System Operator)는 비영리 Open Climate Fix의 ‘Nowcasting’ 기술을 활용하여 구름의 분포와 움직임을 예측하는 프로젝트를 진행하고 있다. 이는 구름의 분포가 태양에너지 생산에 가장 큰 영향을 미치는 요소 중 하나이기 때문이다. 따라서 구름의 분포와 움직임을 제대로 예측하면 태양 에너지 생산도 예측할 수 있다. Nowcasting 기술은 기계 학습을 사용하여 구름의 위성 이미지, 강우 예보 및 지리 정보를 포함한 다양한 데이터를 분석하여 다음 몇 시간 동안 구름이 어디로 어떻게 이동할지 뿐만 아니라 태양 전지판이 설치된 에너지의 양을 예측하여 특정 위치가 생성된다. 이는 전작에 비해 50% 향상된 결과를 도출했다. 또한, 인공지능 기반의 태양광 발전 예측을 발전소 운영에 적용하여 태양광 발전의 주요 걸림돌 중 하나인 기상 변동성을 보다 잘 관리하여 에너지 생산 효율을 높이고 화석연료 발전량을 더욱 줄여 연간 10만 톤을 생산할 예정이다. 이로 인해 영국 전역 CO2 배출량을 줄일 수 있을 것으로 기대되고 있다. 각국의 기상청들은 인공지능 도입에 많은 연구를 했다. 

미국 국립 해양 대기 관리국(NOAA)은 인공 지능으로 일기 예보 및 연구를 강화하기 위해 NOAA의 위성 및 정보 서비스(NESDIS)는 인공 지능(AI) 및 머신 러닝(ML)의 이점을 탐색하여 NOAA의 위성 및 환경 데이터 사용을 강화하기 위해 Google과 계약을 체결했다. 또한, 미국 국립대기연구센터(NCAR)는 인공 지능을 사용하여 우박, 토네이도, 강풍 등 심각한 피해를 입힐 수 있지만 기상 모델이 정확하게 예측하기 어려운 폭풍 위험에 대한 실험적 예보를 실행하고 있다.

또한, 방대한 양의 데이터 분석 및 해석, 그리고 이를 통한 의사결정에 대한 판단정확도 및 속도 면에서 인공지능은 이미 일부 영역에서 인간의 능력을 넘어서고 있으며, 이러한 특징을 바탕으로 다양한 산업분야에서 시스템의 최적화와 자동화된 처리를 통한 생산성 향상을 촉진하고 있다. 또한 공공영역에서는 교통, 주거, 환경, 감염병 대응 등 사회가 직면한 복잡 한 문제들에 대한 지능적이며 효과적인 해결책을 제시하고 있다. 예를 들어, 주거 공간에서는 사물인터넷(IoT)과 인공지능(AI) 기술을 결합한 ‘스마트홈’이 개발되어 보다 안전하고 편리한 주거 환경을 조성하려는 시도가 이루어지고 있다. 삼성물산은 AI와 IoT 기술을 결합한 ‘래미안 A.IoT 플랫폼’을 개발하여 입주민의 생활 패턴을 분석하고 고객에게 익숙한 맞춤형 환경을 제안하거나 자동으로 실행해 줄 수 있는 기능을 제공한다. 

이 낙관적인 비전이 실현되기 전에 반드시 극복해야 할 장애물이 있다. 이는 일반적인 인공지능 기술의 전개와 기후변화 대응 분야 모두에서 발생할 수 있는 윤리적 문제를 다룰 필요가 있기 때문이다. 기후변화 대응을 위한 인공지능 기술의 잠재력을 충분히 실현하기 위해서는 데이터 수집 과정에서 나타날 수 있는 사생활 침해뿐 아니라 머신러닝이 낳을 수 있는 편견과 차별적 결과 등의 문제를 해결하기 위한 노력이 필요하다.
[ 위즈덤  TECH ] 4차 산업혁명 이후로 빠르게 수많은 메터버스들이 개발되고 발전하고 있습니다. 플랫폼 기술의 과거, 현재 부터 미래 그리고 다양한 응용분야들을 학생들이 쉽게 이해할 수 있도록 칼럼을 연재합니다. 위즈덤 아고라 박원빈 기자의 ‘위즈덤 TECH’로 변화하는 플랫폼 세계를 만나보세요.