2018.02.20

사람 눈보다 XX% 정확··· 생태 연구와 드론의 가치

George Nott | Computerworld
생태학자들이 야생 동물들을 이해하는 데 있어 드론이 맹활약을 하고 있다. 원격으로 조정하는 항공기를 사용해 아프리카 코끼리나 펭귄의 개체 수를 확인하고, 코뿔소 밀렵을 감시하고, 파충류의 서식지를 추적하고, 혹등고래의 건강 상태를 평가하는 등이다.

아델라이데 대학의 환경 연구원 및 생명과학 학교의 재로드 호지슨은 “이런 기술들은 야생에 대한 이해를 발전시키고, 개체 수 파악이나 개체 수 증감 패턴 등 근본적인 질문에 답을 얻는 데 아주 중요하다”라고 말했다.

하지만 무인 항공기로 파악한 개체 수의 정확도는 아직 담보할 수 없다. 호지슨은 “정확한 답을 얻기 위해 테스트가 필요하다. 그 동안 우리는 야생 동물의 정확한 수를 알 수 없었기 때문에 이들을 활용할 수 없었다. 전 세계적으로 많은 동물이 멸종 위기에 처해 있는 만큼, 정확한 개체 수 확인은 그 어느 때보다 중요하다”고 설명했다.

호주 남극 연구소의 동료들과 함께 호지슨은 작은 쿼드콥터(quadcopter)와 컴퓨터 비전 기술, 그리고 7,000여 개의 “실제 크기의 플라스틱 유인용 오리 모형”을 활용하는 계획을 세웠다. 이를 #EpicDuckChallenge 라고 명명했다.

드론 정확도 테스트
지난해 한 화창한 날, 연구원들은 호주 남부의 윌룽가 항구에 큰제비갈매기 모형 서식지 10개를 만들었다. 그다음 삼각법이나 망원경과 휴대용 기록계를 사용해 새 개체 수를 확인한 경험이 있는 전문 생태학자들을 모집해 각 서식지의 개체 수를 확인하도록 했다.

동시에 30m, 60m, 90m, 120m 항공에 드론을 띄어 각 서식지의 이미지를 촬영했다. 드론으로 촬영된 이미지로 시민 과학자팀이 개체 수를 직접 셌고, 반자동 컴퓨터 비전으로도 셌다.

평균적으로 모든 서식지에서 드론을 활용했을 때 43%~96% 정도 더 정확한 것으로 나타났다. 지상에서 사람이 직접 수를 세는 경우, 새가 서식지에 모여있을 때 숫자를 정확히 파악하지 못했다.

호지슨은 “드론 접근법이 옳았다. 드론 이미지로 수치를 파악하는 것이 지상에서 세는 것보다 더 정확했다”고 말했다.

컴퓨터 비전 알고리즘을 사용한 수치 파악은 고품질 이미지를 활용한 수작업 계산과 유사한 정확도를 보였다.

호지슨은 “정확한 개체 수 데이터를 얻었다는 점에서, 드론은 생태학자들이 관리 결정을 내릴 때 더 자신감을 줄 수 있게 됐다. 더 나아가 개체 수 데이터의 정밀도를 높임으로써, 개체 수 증감을 감지하는 통계적 역량을 키울 수 있게 됐다”고 설명했다.

이어 “정확한 모니터링은 개체 수의 작은 변화를 감지할 수 있다. 지금까지는 수치가 크게 감소해서 보호 조치가 늦었을 때에야 알 수 있었다는 점에서 매우 중요한 것”이라고 덧붙였다.

야생에서의 활용
생태학자들은 야생의 상태를 파악하기 위해 여러 기술들을 활용하고 있다. 카메라 트랩이나 음향 녹음기는 어떤 종이 살아가고 있는지, 개체 수는 얼마나 되는지를 파악하기 위해 잘 활용되고 있는 대표적인 예다.

이달 초에 호주 야생 동물 보호국(Australian Wildlife Conservancy)은 “카메라 트랩을 활용한 데이터 수집과 분석, GPS, 드론, 원격 탐사, 인공지능, 열영상, 안면 인식, 생물 음향학 등에 능통한” 최고 정보 책임자(chief information officer)의 채용 공고를 낸 바 있다.

수중 드론 역시 그레이트 배리어 리프(Great Barrier Reef)의 생태를 조사하는 데 활용되고 있다. 2016년 호주 로보틱스 비전 센터(Australian Centre for Robotic Vision)는 프로토타입 리프 로봇인 COTS봇(COTSbot)을 선보인 바 있다.

이 봇은 산호 포식작이자 전염병의 원인이 되는 악마불가사리(crown-of-thorns starfish, COTS)를 시각적으로 인지하고 개체 수를 파악한다. 탐지한 불가사리에 개체 수 조절 솔루션을 주입할 수 있는 자동화된 시스템도 탑재되어 있다.

호주 로보틱스 비전 센터는 현재 레인저봇(RangerBots)이라는 이름의 업데이트된 COTS봇 5대를 테스트하는 중이다. editor@itworld.co.kr



2018.02.20

사람 눈보다 XX% 정확··· 생태 연구와 드론의 가치

George Nott | Computerworld
생태학자들이 야생 동물들을 이해하는 데 있어 드론이 맹활약을 하고 있다. 원격으로 조정하는 항공기를 사용해 아프리카 코끼리나 펭귄의 개체 수를 확인하고, 코뿔소 밀렵을 감시하고, 파충류의 서식지를 추적하고, 혹등고래의 건강 상태를 평가하는 등이다.

아델라이데 대학의 환경 연구원 및 생명과학 학교의 재로드 호지슨은 “이런 기술들은 야생에 대한 이해를 발전시키고, 개체 수 파악이나 개체 수 증감 패턴 등 근본적인 질문에 답을 얻는 데 아주 중요하다”라고 말했다.

하지만 무인 항공기로 파악한 개체 수의 정확도는 아직 담보할 수 없다. 호지슨은 “정확한 답을 얻기 위해 테스트가 필요하다. 그 동안 우리는 야생 동물의 정확한 수를 알 수 없었기 때문에 이들을 활용할 수 없었다. 전 세계적으로 많은 동물이 멸종 위기에 처해 있는 만큼, 정확한 개체 수 확인은 그 어느 때보다 중요하다”고 설명했다.

호주 남극 연구소의 동료들과 함께 호지슨은 작은 쿼드콥터(quadcopter)와 컴퓨터 비전 기술, 그리고 7,000여 개의 “실제 크기의 플라스틱 유인용 오리 모형”을 활용하는 계획을 세웠다. 이를 #EpicDuckChallenge 라고 명명했다.

드론 정확도 테스트
지난해 한 화창한 날, 연구원들은 호주 남부의 윌룽가 항구에 큰제비갈매기 모형 서식지 10개를 만들었다. 그다음 삼각법이나 망원경과 휴대용 기록계를 사용해 새 개체 수를 확인한 경험이 있는 전문 생태학자들을 모집해 각 서식지의 개체 수를 확인하도록 했다.

동시에 30m, 60m, 90m, 120m 항공에 드론을 띄어 각 서식지의 이미지를 촬영했다. 드론으로 촬영된 이미지로 시민 과학자팀이 개체 수를 직접 셌고, 반자동 컴퓨터 비전으로도 셌다.

평균적으로 모든 서식지에서 드론을 활용했을 때 43%~96% 정도 더 정확한 것으로 나타났다. 지상에서 사람이 직접 수를 세는 경우, 새가 서식지에 모여있을 때 숫자를 정확히 파악하지 못했다.

호지슨은 “드론 접근법이 옳았다. 드론 이미지로 수치를 파악하는 것이 지상에서 세는 것보다 더 정확했다”고 말했다.

컴퓨터 비전 알고리즘을 사용한 수치 파악은 고품질 이미지를 활용한 수작업 계산과 유사한 정확도를 보였다.

호지슨은 “정확한 개체 수 데이터를 얻었다는 점에서, 드론은 생태학자들이 관리 결정을 내릴 때 더 자신감을 줄 수 있게 됐다. 더 나아가 개체 수 데이터의 정밀도를 높임으로써, 개체 수 증감을 감지하는 통계적 역량을 키울 수 있게 됐다”고 설명했다.

이어 “정확한 모니터링은 개체 수의 작은 변화를 감지할 수 있다. 지금까지는 수치가 크게 감소해서 보호 조치가 늦었을 때에야 알 수 있었다는 점에서 매우 중요한 것”이라고 덧붙였다.

야생에서의 활용
생태학자들은 야생의 상태를 파악하기 위해 여러 기술들을 활용하고 있다. 카메라 트랩이나 음향 녹음기는 어떤 종이 살아가고 있는지, 개체 수는 얼마나 되는지를 파악하기 위해 잘 활용되고 있는 대표적인 예다.

이달 초에 호주 야생 동물 보호국(Australian Wildlife Conservancy)은 “카메라 트랩을 활용한 데이터 수집과 분석, GPS, 드론, 원격 탐사, 인공지능, 열영상, 안면 인식, 생물 음향학 등에 능통한” 최고 정보 책임자(chief information officer)의 채용 공고를 낸 바 있다.

수중 드론 역시 그레이트 배리어 리프(Great Barrier Reef)의 생태를 조사하는 데 활용되고 있다. 2016년 호주 로보틱스 비전 센터(Australian Centre for Robotic Vision)는 프로토타입 리프 로봇인 COTS봇(COTSbot)을 선보인 바 있다.

이 봇은 산호 포식작이자 전염병의 원인이 되는 악마불가사리(crown-of-thorns starfish, COTS)를 시각적으로 인지하고 개체 수를 파악한다. 탐지한 불가사리에 개체 수 조절 솔루션을 주입할 수 있는 자동화된 시스템도 탑재되어 있다.

호주 로보틱스 비전 센터는 현재 레인저봇(RangerBots)이라는 이름의 업데이트된 COTS봇 5대를 테스트하는 중이다. editor@itworld.co.kr

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