코펜하겐대 컴퓨터과학부ㆍNASA, 딥러닝 알고리즘 개발로 나무 발견
NASA가 제공한 위성사진과 딥러닝 기술을 함께 사용해 확인
장기 목표는 세계 건조지대 나무 데이터베이스 생성
코펜하겐대와 미국 항공우주국(NASA)은 사하라 사막에서 나무가 자란다는 사실을 발견했다.
코펜하겐대 컴퓨터과학부와 NASA 연구팀은 인공지능(AI)을 활용해 사하라 사막 최서부지역, 사헬지대, 서아프리카 하위습지 등 130만㎢에 달하는 지역에서 대략 나무 18억 그루가 있다는 내용을 확인했다고 미국과학진흥협회(AAAS)가 운영하는 과학뉴스 사이트 유레크얼러트가 20일(현지시간) 보도했다.
사하라 사막 지대에 있는 나무 18억 그루 발견은 NASA가 제공한 위성사진과 딥러닝 기술을 함께 사용해서 이뤄졌다. 일반 위성사진으로는 나무를 식별할 수 없다.
잠재력 높은 기술
NASA와 코펜하겐대 컴퓨터과학부 연구진은 넓은 면적에 걸쳐 ‘나무 셈’을 가능케 하는 딥러닝 알고리즘을 개발했다. 연구진은 딥러닝 학습 모델에 나무 이미지 수천 개를 입력해서 나무가 어떻게 생겼는지 인식하는 딥러닝 학습 모델을 공개했다.
이 모델은 자동으로 수천 개 이미지 가운데 나무를 식별한다. 이 모델은 사람 수천 명이 수년 간해야 달성할 수 있는 작업을 단 몇 시간 안에 해낸다.
크리스티안 이겔 컴퓨터과학부 교수이자 연구공동저자는 "위성지도와 결합한 딥러닝 기술은 환경목표 달성에 있어 잠재력이 크다”며 “유익한 AI를 개발할 수 있어 동기부여가 잘 됐다"고 언급했다.
다음 단계는 아프리카에서 더 광활한 지역에 있는 나무를 세는 것이다. 장기적 목표는 숲 바깥 지역에서 자라는 모든 나무에 대한 세계 데이터베이스를 만드는 것이다.
전 세계 탄소 공급에 있어서 나무의 역할
연구공동저자인 마틴 브랜트 코펜하겐 대학교 지구과학ㆍ천연자원관리과 조교수는 "사하라 사막에 많은 나무가 실제 자라는 것을 보고 매우 놀랐다”며 “AI 기술이 없었더라면 사하라 지역에 나무가 있을 거라는 생각을 하지 못했을 것”이라고 말했다.
더욱이 숲이 우거진 지역을 벗어나 나무가 자라는 지 파악하고자 하는 사람이 거의 없어서 이 특정 지역에는 나무가 없다는 견해가 지배적이었다. 광대한 건조 지대를 가로지르는 나무가 집계된 것은 이번이 처음이다.
마틴 브란트 조교수는 건조 지대에서 발견한 나무 소식은 몇 가지 이유로 중요하다고 강조했다. 일례로, 전 세계 탄소공급에 관해 그동안 몰랐던 한 축이 될 수 있는 것이다.
그는 "숲이 우거진 지역 밖 나무는 보통 기후모델에 포함되지 않으며 이러한 나무가 가지고 있는 탄소 보유량도 거의 알려진 게 없다”고 설명했다.
게다가, 새로운 연구는 생물 다양성과 생태계를 위한 나무의 중요성과 이 지역에 사는 사람을 더 잘 이해하는데 도움이 된다. 건조한 지역에서 환경ㆍ사회경제적 역할을 하는 혼농임업을 촉진하는 프로그램 개발을 하는 데는 나무 지식 향상도 중요하다.
라스무스 펜스홀트 코펜하겐대 지질자원관리학부 교수는 "나무 종류는 생계로 목재를 사용하는 지역민에게 중요하기 때문에 인공위성을 이용해 나무 종을 파악하는 일도 유의미했다”며 “사람과 가축은 열매 혹은 나무를 섭취하고 나무는 물과 영양소 균형을 좋게 하므로 농작물 수확량에 긍정적인 영향을 미친다”고 설명했다.
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