갯벌, 인공지능과 드론으로 연구하다 - 미래를 꿈꾸는 해양문고 44

구본주,유주형

1967년창원에서태어나부산대학교해양과학과에서공부하고,서울대학교해양학과에서석사와박사학위를받았다.현재는한국해양과학기술원동해환경연구센터책임연구원이며,과학기술연합대학원대학교(UST)해양학과교수로재직중이다.25년간갯벌생태를연구했으며,지은책으로『갯벌생물의집,서식굴』,『시화호생태계』등이있다.

여는글

01우리나라갯벌의특성
갯벌이왜중요한가?｜갯벌을보호하기위한연구의시작

02원격탐사를이용한갯벌주제도
원격탐사로어떻게갯벌지형도를만들까?｜펄과모래를구분할수있다고?｜염생식물주제도｜
갯벌저서동물주제도｜갯벌저서동물분포추정도

03인공지능과드론을이용한갯벌연구·89
갯벌저서동물종,개체수,생물량파악을위한새로운접근｜갯벌생물의집과의미｜
인공지능과드론을이용한생물분포도적용사례

닫는글｜참고한자료

갯벌에들어가채집하지않아도
저서동물이사는위치와개체수그리고양을
파악할수있는혁신적인기술을접하다!

갯벌은전체지구생태계면적의0.3퍼센트에지나지않는다.그럼에도경제적가치는지구생태계총가치의5퍼센트에이르는것으로알려졌다.이는농경지의100배,숲의10배에해당하는가치이다.하지만최근기후변화로인해지구환경과생태계에많은변화가일어나고있는데,갯벌도예외가아니다.해수면상승,수온변화,해류변화로인해갯벌환경과생물들이변화하고있는것이다.그리고부족한땅을늘리기위해과거몇십년동안얕은연안을매립하거나하굿둑건설,수산물생산을늘리기위해양식장건설등사람의행동과환경에따른변화도많았다.최근에는대규모해상풍력단지개발이나해안모래채취등의갯벌주변환경의변화도계속되고있다.
이처럼자연적이거나인위적인변화로갯벌에무슨일이벌어지는지,어떤피해가생기는지,이를위해어떻게해야하는지를알려면과학적인정보가필요하다.하지만갯벌은하루에두번밀물과썰물이교차하기때문에사람들이현장조사를할수있는시간이제한되어있다.또한푹푹빠져서걷기어려우며,차가들어가기도어렵다.이렇듯갯벌에직접들어가현장조사를한다는것은무척어렵다.따라서지난40년간직접갯벌에들어가조사하고연구한자료등에는한계가있을수밖에없다.
이러한한계를극복하기위해한국해양과학기술원갯벌연구팀이세계최초로최신기술을이용하여갯벌을연구하기시작했다.25년간갯벌생태를연구한구본주박사와해양위성센터의유주형박사는4차산업혁명기술중인공지능과드론기술을이용하는원격탐사기술로생물의분포에영향을미치는환경요인의값을공간적으로정량화하여,이로부터생물의양을추정하고자했다.새롭게개발하고있는기술을활용하면갯벌에서식하는저서동물의양과개체수를추정하지않고정확하게그수를헤아릴수있다는점에서혁신적이다.또한앞으로는갯벌에들어가채집하지않아도저서동물이사는위치와개체수그리고양을알수있다는점에서뛰어난기술이라할수있다.
이와관련한기술을청소년들이호기심을갖고접근할수있게갯벌,인공지능과드론으로연구하다(미래를꿈꾸는해양문고44)를펴냈다.이책은자연현상을이해하기위해노력하는과학자들의눈과꿈을키우며배움을갈망하는청소년들의눈높이에맞춰집필했으며,이책을읽은청소년들이자연보전과이의효율적인이용을위해앞으로무엇을해야하는지를느꼈으면하는바람을담았다.

인공지능과드론기술을이용하여
저서동물의흔적을생물별로빅데이터화하다!

전세계적으로인정받은우리갯벌의우수성은‘생물다양성보전및멸종위기철새기착지로서의탁월한보편적가치(OUV,OutstandingUniversalValue)’에있다.즉,우리갯벌에는생물다양성이크고멸종위기종이많이살고있다는뜻이다.따라서우리가갯벌의생물을보존하는것은우리는물론전세계자연유산을지키는일이다.
현재우리갯벌이어떤상황에놓여있는지를파악하는것은매우중요한작업이다.갯벌의퇴적상과함께갯벌에서식하는저서생물의상태를다양한원격탐사시스템에접목하여갯벌과주변환경의지형도를제작하면해양과육상과상호작용에대해서연구할수있다.예를들면갯벌에서침식된부분이해저의어느부분에퇴적되었는지를파악하면해결책을제시할수있다.
갯벌의퇴적상을분석하는방법으로는크게현장조사방법과위성자료를이용한방법으로나눌수있다.약30년전부터매우넓은갯벌의퇴적상을지속적이면서공간적으로분석하기위해현장자료와함께원격탐사자료를활용하려는연구가계속되었으며,원격탐사자료를이용한갯벌퇴적상탐지에는다양한위성과드론영상이활용되고있다.
인공지능(AI),사물인터넷(IoT),클라우드컴퓨팅,빅데이터,모바일등지능정보기술이기존산업과서비스에융합되거나드론,3D프린팅,로봇공학,생명공학,나노기술등여러분야의신기술과결합되어현실세계의모든제품과서비스를네트워크로연결하고사물을지능화한다.인공지능과드론은제4차산업혁명기술의중심에놓여있다.
바로이기술이갯벌연구에도적용되기시작했다.아직기술을개발하는단계이지만,한국해양과학기술원연구진들이2021년부터세계최초로기술을개발하고있다.4차산업혁명기술중인공지능과드론기술을이용하여‘갯벌에저서동물이몇마리나살고또그양(무게)은얼마나되는지’를알아낼수있는기술이다.
뿐만아니라저서동물의흔적을생물별로빅데이터화하고또한그차이를구별하는기준을설정했다.생물별로서식굴입구모양과활동흔적을표준화했는데,표준화는생물의고유한흔적특성을3D스캐닝과정을거쳐모형화하고,이로부터그종의흔적을다른종과비교해구별하는과정이라할수있다.이책에는이러한연구결과를서식굴입구와활동흔적의크기와모양을서로다른종사이의수치비교를통해종별로고유한모형을만들어소개하고있다.생물별로그생김새가다르듯이그들의활동흔적또한서로다르다는것을보여주는결과물은독자들의시선을사로잡기에충분하다.