AI가 산림도 관리하고 가축도 기른다

첨단분야 아닌 1차 산업에도 진출하여 생산성 향상

2021.03.30 09:00 김준래 객원기자

 

우주 탐사나 무인 자동차 제작, 또는 신약 개발 같은 첨단 분야에서 인공지능(AI) 기술이 미치는 영향은 절대적이다. 복잡한 수식을 빠르게 계산하고, 방대한 데이터를 순식간에 정리하는 작업 등은 사람의 능력으로는 역부족이기 때문이다.

첨단 분야가 아닌 1차 산업에도 인공지능 시스템이 도입되고 있다 ⓒ industrywired.com

그런데 이처럼 첨단 분야에나 적용될 줄 알았던 AI 기술이 최근 들어 산림업과 수산업, 그리고 축산업 같은 1차 산업에까지 그 적용범위를 넓히고 있어 관심이 모아지고 있다.

 

1차 산업에까지 적용범위를 넓히고 있는 AI

요즘 산림 분야는 ‘소나무 에이즈’라고 불리는 전염병 때문에 초비상이다. ‘소나무재선충병’이라는 이름의 이 전염병은 소나무를 빠른 시간에 말려 죽이기 때문에 일단 감염되면 소나무는 순식간에 고사목(枯死木)이 되고 만다.

더군다나 전염력도 강해서 나무 한 그루가 감염되면 그 일대의 소나무 숲이 초토화되기 일쑤다. 따라서 전염병을 예방하려면 감염된 고사목을 뿌리째 들어내어 소각시켜야만 한다. 문제는 이런 고사목들을 발견하려면 일일이 찾아다녀야만 한다는 점이다.

고사목이 되는 원인은 재선충병이 아니더라도 기후변화 및 토양 종류 등 상당히 다양하다. 여러 원인에 의해 발생된 고사목과 나뭇잎이 떨어져 앙상해진 나무를 항공사진 등으로 판독하기란 보통 어려운 일이 아닌 것이다.

그런데 이 어려운 작업에 AI 시스템이 도입되면서 판독 결과가 획기적으로 달라지고 있다. 고사목을 구분하는 작업에 AI 시스템을 도입한 곳은 국립공원공단 연구진이다.

지리산국립공원의 고사목 검출 결과 노란색과 빨간색이 고사목인 것으로 드러났다 ⓒ 국립공원관리공단

 

이들 연구진은 AI 기반의 판독 기술을 활용하여 지리산국립공원 일대를 조사했다. 이틀 동안 약 40㎢ 정도의 면적을 스캔한 결과, 약 5만 5,000그루의 고사목을 파악하는 성과를 거뒀다.

물론 정확도 면에서는 아직 사람의 눈으로 확인한 결과에 비해 떨어지는 것이 사실이다. 사람이 눈으로 확인한 결과에 비해 약 73% 정도의 정확도를 보인 것으로 나타났다. 하지만 조사 기간을 비교하면 AI의 판독결과가 압도적으로 뛰어난 편이다.

40㎢ 정도 규모의 산림 면적을 사람이 일일이 찾아다니며 고사목 여부를 파악하려면 약 1년 정도가 걸린다는 것이 전문가들의 의견이다. 사람이 1년 정도 걸릴 일을 AI는 단 2일만에 해치운 것이다.

한국임업진흥원의 경우는 여기서 한발 더 나아가 재선충병으로 죽은 고사목만을 판독하는 AI 알고리즘을 개발한 상황이다. 재선충병으로 죽은 고사목만을 판독할 수 있다면 전염병 예방에 커다란 기여를 할 수 있다.

한국임업진흥원 연구진이 개발한 AI 알고리즘은 10㎝ 크기의 물체까지 식별할 수 있는 드론이 촬영한 항공사진을 이용한다. 촬영한 사진으로부터 재선충병에 의해 죽은 고사목 정보를 데이터베이스로 구축하고, 학습을 위한 훈련 자료로 사용하면서 판독에 대한 정확도를 높여 나가는 것이다.

 

축산업과 수산업 등에도 적용되어 생산성 향상

AI는 산림업 외에도 축산업과 수산업 등에 지대한 영향을 미치고 있다. 축산업의 경우 축산 농가에 설치한 CCTV 영상을 통해 가축의 활동량과 움직임 등을 AI로 분석하여 질병을 사전에 예측하고 가축 관리를 효율화하는 수준으로까지 진화하고 있다.

국내 축산업은 해외 축산업보다 양적 규모는 많이 근접했지만, 생산성은 상당히 낮은 편이다. 이처럼 생산성이 낮은 이유는 가축을 관리하는 기술이 부족하거나, 유행하는 전염병에 대한 대처 능력이 미흡하기 때문이다.

전염병에 대한 대처 능력이 미흡한 결과는 가축들의 높은 폐사율로 이어졌다. 이같은 문제를 해결하기 위해 과학기술정보통신부의 지원을 받은 한국축산데이터의 연구진은 가축의 행동 데이터에 기반한 AI 가축 관리 솔루션을 개발하는데 성공했다.

해당 AI 가축 관리 솔루션은 대량의 가축 관리나 가축 질병에 선제적으로 대응할 수 있도록 최적화된 사육 체계로 농가 생산성을 30%나 향상시키고, 폐사율을 40%나 감소시키는 등 축산업 효율화에 기여하고 있다.

가축의 행동 데이터에 기반한 AI 가축 관리 솔루션 ⓒ 한국축산데이터

 

특히 솔루션을 개발한 한국축산데이터는 축사 환경이 열악한 동남아시아 국가 등에 AI 가축 관리 솔루션 수출을 통해 개발도상국 축산업의 선진화를 돕는 것을 목표로 하고 있다. 또한 유럽 등 선진국에도 솔루션을 수출해 우리나라의 축산 분야 기술력을 선보인다는 계획도 갖고 있다.

해당 솔루션은 국민이 체감할 수 있는 디지털 뉴딜의 성과 중 하나로 꼽히고 있다. 노동력 부족에 시달리는 축산업에 AI라는 디지털 기술을 융합하여 기존 산업을 혁신하고 신시장을 창출하는 디지털 전환의 대표적 사례이다.

축산업만큼이나 AI 기술이 활발히 적용되고 있는 분야가 바로 수산업이다. 국립수산과학원의 경우 지난 2016년부터 양식장 현장에 AI 기술을 적용하여 스마트하게 어장을 관리하고 있다.

양식장은 다양한 센서가 설치되어 있어서 수온 및 용존산소 등 어장 환경과 관련된 정보를 자동으로 수집하여 양식장 운영자에게 실시간으로 전송할 수 있도록 설계되었다.

특히 적조에 대한 속보 및 각종 수산재해 관련 속보 등도 제공하기 때문에 운영자는 양식장에 상주하지 않고도 양식장을 관리할 수 있다. 국립수산과학원이 구축한 스마트 어장관리시스템은 현재 통영 시내 10개 양식장에서 시험 운영 중에 있다.

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• 김준래 객원기자
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