광활한 외딴 지역에 설치할 수 있는 휴대폰 크기의 새로운 기기는 AI를 사용하여 야생동물을 식별하고 지리적 위치를 파악하여 옐로스톤 국립공원 주변의 늑대를 비롯한 멸종위기종을 추적하는 환경보호 전문가들을 돕고 있습니다.
배터리로 작동하는 이 장치(GrizCam)는 몬태나의 소규모 스타트업인 Grizzly Systems가 설계했습니다. 이 회사는 생물학자들과 함께 그레이터 옐로스톤 생태계 전역에 이 장치를 배치하여 늑대나 늑대 무리가 언제 어디서 울부짖는지 오디오와 비디오를 녹화하고 있습니다.
이 데이터가 완전히 배포되면 과학자와 환경 보호론자들이 늑대의 행동을 더 잘 이해하고 늑대가 가축을 공격하는 것을 막기 위한 새로운 전략을 수립하는 데 도움이 될 수 있습니다.
환경 보호 활동가들은 몇 달에 한 번씩 원격 녹음기의 SD 카드에서 오디오 데이터를 검색합니다. 이 데이터는 테라바이트 단위의 늑대 울음소리 데이터를 사용하여 학습된 AI 모델에 입력되어 분석됩니다. 컨볼루션 신경망인 이 모델은 오디오를 스펙트로그램으로 변환하고, 데이터를 분석하여 늑대 울음소리의 다양한 측면을 식별하고 소리가 발생한 지리적 위치를 파악합니다.
Grizzly Systems는 Azure 클라우드의 NVIDIA A100 텐서 코어 GPU와 NVIDIA CUDA-X 라이브러리를 실행하는 PyTorch 프레임워크를 사용하여 모델을 학습시켰습니다. 추론을 위해 모델 최적화를 위해 NVIDIA Triton 추론 서버와 ONNX 런타임을 사용했으며, 민감한 데이터의 온프레미스 스토리지와 로컬 추론을 위해 NVIDIA RTX 4090을 사용했습니다.
Grizzly Systems의 CEO인 Jeff Reed 박사는 이 시스템이 어떻게 1년 내내 하루 24시간, 매일 넓은 지역을 모니터링하는지 강조했습니다. 이 장치는 인력이 부족한 야생동물 관리자와 주 및 연방 기관이 종종 인력이 부족한 땅을 모니터링하는 데 도움이 될 수 있습니다.
AI 모델은 늑대 발성음의 다양한 음조와 억양을 식별할 수 있으며, 발성 위치에서 6킬로미터 이상 떨어진 곳까지 전달할 수 있습니다. 울음소리를 추적하여 늑대 무리의 이동 경로를 파악하면 환경 보호 전문가들이 늑대의 영역 경계를 파악하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이 모델은 아직 늑대의 울음소리를 통해 개별 늑대를 식별할 수는 없지만, 리드 박사는 향후 이 기술을 반복적으로 사용하면 이러한 기능을 갖추게 될 것이라고 말했습니다.
오늘날 GrizCam은 토지 내 상충하는 이해관계의 균형을 맞추기 위한 대규모 보존 노력의 한 부분을 구성하고 있습니다.
여기에는 먹이를 위해 야생 먹이가 필요한 몬태나의 작지만 증가하는 늑대 개체군, 건강한 야생동물 개체군에 의존하는 수십억 달러 규모의 옐로스톤 생태 관광 경제, 가축을 보호해야 하고 토지가 야생동물에게 중요한 서식지를 제공하는 목장주들이 포함됩니다.
“늑대, 그리즐리, 엘크는 가축을 죽이거나 울타리를 무너뜨릴 수 있기 때문에 목장주에게 골칫거리가 될 수 있습니다.”라고 3년 전 그리즐리 시스템을 창업하기 전에는 기술 업계에서 일했던 리드는 말합니다. “반대로 이러한 목장들은 옐로스톤 주변의 사유지에 있는 야생동물에게 중요한 서식지를 제공하기도 합니다.
“우리 기기에 AI가 탑재되어 있어 목장을 지나가는 외로운 늑대를 감지할 수 있다면 보호견이 짖는 소리나 총소리, 대형 영역 늑대 무리를 재생하여 그 늑대가 그 지역을 벗어나도록 ‘유도’할 수 있습니다.”라고 말합니다. 하지만 이를 위해서는 낮과 밤을 가리지 않고 경계해야 하며, 24시간 내내 밖에 앉아 있을 수 없으므로 AI가 도움이 됩니다.”
AI가 환경 보호론자들을 돕는 또 다른 방법은 데이터 수집 프로세스를 간소화하는 것입니다.
비디오 기능과 함께 배포할 수도 있는 원격 레코더는 매우 얇은 계층의 AI를 장치에서 실행하여 오탐지 녹음을 유발할 수 있는 대부분의 움직임을 걸러냅니다. 이 레코더는 풀이나 나무 사이로 바스락거리는 바람이나 눈에 반사되는 밝은 빛 등 원격 장치에서 오탐지 녹화를 유발하는 두 가지 일반적인 자극을 무시할 수 있습니다.
그 결과, GrizCam의 배터리는 더 오래 지속되며 야생동물 관리자와 토지 소유자의 서비스 필요성이 줄어듭니다.
또한 AI는 테라바이트에 달하는 녹화 데이터를 빠르게 검색하여 관련 오디오 또는 시각적 신호를 빠르게 식별하고 플래그를 지정하기 때문에 환경 보호 활동가들에게도 유용합니다.
온디바이스 AI는 원치 않는 녹음을 줄이면서도 새, 엘크, 곰이 지형을 가로질러 이동하거나 소음을 내는 등 생물학적 활동의 소리와 이미지를 기록합니다.
“이 음향 녹음기는 AI를 통해 데이터를 수집하고 있으며, 50여 개의 녹음기에서 1년 동안 매일 24시간 내내 녹음하고 있습니다.”라고 Reed는 말합니다. “AI를 사용하면 데이터를 분석하여 늑대나 기타 멸종 위기에 처한 종을 식별한 다음 환경 보호 전문가와 협력하여 ‘좋아요, 이 지역을 보호하고 저쪽에 추가 보호 조치를 취해야 합니다’라고 말할 수 있습니다.”
Grizzly System은 환경 보호론자들과의 긴밀한 협력을 계속할 계획입니다. 또한 원격 감시를 비롯한 다양한 산업 사용 사례에 러기드 엣지 디바이스가 적합할 것으로 예상하고 있습니다.
Reed는 지구 표면의 97%가 전기 콘센트에 접근할 수 없다는 점을 지적합니다. 내구성이 뛰어난 이 녹음기는 석유 및 가스 굴착 장치와 원격 전기 변압기를 모니터링할 수 있으며, 시골 지역에서는 이를 오프라인으로 전환하는 파손범을 유인할 수 있습니다.
“AI는 배터리 수명과 견고함만 제대로 갖추면 우리 모두에게 피해를 주는 불법 활동을 모니터링할 수 있다는 것을 보여주는 좋은 예입니다.”라고 Reed는 말합니다. “밀렵, 불법 야생동물 밀거래, 아마존에서의 불법 벌목 또는 채굴은 결국 대다수의 사람들과 지구에 피해를 주는 활동이며, 기술이 이를 방지하는 데 도움을 줄 수 있습니다.”
그리즐리 시스템즈와 옐로스톤 국립공원의 파트너십에 대해 자세히 알아보세요.
늑대 보호 및 늑대 언어 해독에 관한 추가 보고서를 확인하세요.
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