인공위성과 AI로 멸종위기종 아프리카코끼리 개체수 알아낸다

연구진이 위성과 인공지능을 통해 아프리카코끼리를 식별했다. 옥스퍼드대 제공.

지구상에 존재하는 육상 동물 중 가장 무겁도 덩치가 큰 아프리카코끼리는 현재 멸종위기종이다. 세계자연기금(WWF)에 따르면 야생 상태의 아프리카코끼리는 41만5000여마리에 불과하다. 1970년대부터 지난 40여년 동안 매년 2500마리의 개체수가 줄어 현재 40여년 전보다 개체수가 90%나 감소한 것으로 알려졌다. 

멸종위기종을 보호하려면 가장 먼저 어느 지역에 얼마나 많은 개체수가 있는지 확인해야 한다. 서식지와 개체수를 확인한 뒤 이들의 생태 특성을 분석하고 번식 등을 활성화하는 데 필요한 전략을 수립할 수 있기 때문이다. 지금까지 멸종위기종을 확인하는 데는 항공사진에 의존해 한계가 있었다. 

영국 옥스퍼드대 연구진은 지난달 인공위성을 이용해 지상의 코끼리 개체수를 확인하는 데 성공하고 연구결과를 1월 18일(현지시간) 국제학술지 ‘생태학과 보존 원격탐사’에 발표했다. 매우 복잡한 식생과 하천 등 지리적 배경이 있는 가운데 위성을 이용해 동물 개체수를 정확하게 확인한 연구는 이번이 처음이다. 

연구진은 600km 궤도의 위성 ‘월드뷰3’와 ‘월드뷰4’를 통해 촬영한 고해상도 이미지를 확보했다. 그런 뒤 남아프리카 아도 코끼리 국립공원의 코끼리 개체수를 계산하기 위해 인공지능(AI)의 최신 기술인 딥러닝 기술을 적용했다. 딥러닝으로 무장한 컴퓨터는 위성 이미지에 포착된 코끼리의 특성을 학습할 뿐만 아니라 주변 배경도 걸러낼 정도의 능력을 갖췄다. 

멸종위기종인 아프리카코끼리의 개체수를 확인하는 데 항공사진이 활용됐지만 이 방법은 많은 시간이 소요된다. 연구진이 고안한 위성 이미지와 인공지능 기술을 적용하면 하루에 최대 5000㎢ 범위를 몇 분만에 관측해 딥러닝 분석으로 코끼리 개체 수를 확인할 수 있다. 딥러닝 기술이 코끼리를 식별하는 인간의 눈만큼 정확하다는 결과를 보여주고 있다. 

연구진은 향후 엄격한 국경 통제와 지역 내 분쟁으로 인해 항공기를 활용하기 어려운 지역을 위성을 통해 관측하고 멸종위기종을 모니터링할 수 있도록 연구를 확장할 계획이다. 

이번 연구에서 딥러닝 알고리즘을 개발한 올가 이스포바 영국 바스대 연구원은 “멸종위기종을 보호하려면 정확한 모니터링이 필수적”이라며 “동물이 어디에 얼마나 많은지 알아야 보호 전략을 수립할 수 있다”고 밝혔다. 그는 또 “비슷한 기술이 기존에 바다에 사는 고래를 대상으로 수행됐지만 바다는 배경이 모두 파란색이기 때문에 비교적 쉬웠다”고 밝혔다. 

[김민수 기자 reborn@donga.com]