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야생동물 보호 분야의 AI

AI가 산림 및 야생동물 자원 보호 노력을 개선하여 야생동물 보호에 어떤 변화를 가져올 수 있는지 알아보세요.

야생동물 보호는 생태계의 섬세한 균형을 유지하는 데 매우 중요합니다. 모든 동물, 식물, 유기체는 깨끗한 공기, 비옥한 토양, 수질 정화 등 자연적인 과정을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 숲과 야생동물 보호를 통해 이러한 생태계를 보호하는 것은 필수적입니다.

시간이 지남에 따라 야생동물 보호 노력은 진화해 왔습니다. 초기 전략은 보호 지역을 조성하고 야생동물 보호법과 같은 기본 규정을 시행하는 데 중점을 두었습니다. 하지만 인간 활동이 생태계를 점점 더 위협함에 따라 보다 발전된 방법이 필요하게 되었습니다. Animal Matters에 따르면, 매년 약 3만 종, 즉 시간당 3종씩 멸종 위기에 처하고 있어 더 나은 야생동물 보호 전략이 시급히 필요합니다.

오늘날 AI는 야생동물 모니터링, 보호, 보존을 위한 새로운 도구를 제공하면서 야생동물 보호 노력에 혁신을 일으키고 있습니다. 이 글에서는 야생동물 보호에 있어 AI의 혁신적인 역할을 살펴보고, 종 식별, 개체군 모니터링, 서식지 매핑, 밀렵 방지 노력을 강화할 수 있는 AI의 잠재력을 강조합니다.

야생동물 보호에서 비전 AI의 역할↪f_200D↩↪f_200D↩

인간의 활동과 기후 변화가 야생동물을 지속적으로 위협함에 따라 환경 보호론자들은 비전 AI와 같은 첨단 기술에 눈을 돌리고 있습니다. 시각적 데이터를 처리하고 분석하는 이 기술은 판도를 바꿀 수 있는 기술로 입증되고 있습니다. Vision AI는 이미지와 동영상을 해석함으로써 환경 보호 전문가들이 보다 정확하고 효율적으로 작업할 수 있도록 도와줍니다. 이 기술이 어떻게 변화를 일으키고 있는지 살펴보세요.

종 식별

비전 AI는 야생동물을 식별하고 여러 그룹으로 분류하는 데 도움을 주고 있습니다. 카메라 트랩과 드론의 이미지와 비디오 영상에 물체 감지 기능을 적용하면 다음과 같은 컴퓨터 비전 모델이 Ultralytics YOLOv8 과 같은 컴퓨터 비전 모델은 까다로운 조건에서도 다양한 종을 정확하게 식별할 수 있습니다. 이 기술을 통해 연구자들은 생물 다양성을 모니터링하고 기존 방법보다 더 효과적으로 신종 또는 멸종 위기에 처한 종을 탐지할 수 있습니다.

그림 1. YOLOv8 야생동물 종 식별.

인구 모니터링

동물 개체 수를 추적하는 것은 동물 보호 활동의 중요한 측면입니다. 드론과 카메라 트랩에 구현된 비전 AI와 같은 솔루션을 사용하면 방해받지 않고 지속적으로 관찰할 수 있습니다. 다음과 같은 컴퓨터 비전 모델은 YOLOv8 과 같은 컴퓨터 비전 모델은 움직임을 추적하고, 행동 패턴을 관찰하고, 개체 수를 계산하여 개체 수를 추적함으로써 동물의 이동과 행동에 대한 귀중한 인사이트를 제공할 수 있습니다. 이러한 솔루션은 국립공원과 축산업과 같은 분야에서 동물 복지를 모니터링하고 기타 귀중한 데이터를 수집하는 데 도움이 될 수 있습니다. 

그림 2. YOLOv8 소를 세는 모델.

서식지 매핑

서식지 매핑은 야생동물이 의존하는 생태계를 이해하고 보호하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 컴퓨터 비전 모델은 위성 이미지와 환경 데이터를 분석하여 시간에 따른 서식지 변화를 추적할 수 있습니다. 이러한 정보를 통해 환경 보호 활동가들은 번식지나 이동 경로와 같은 중요한 지역을 파악하고 이러한 중요한 산림 및 야생동물 자원을 보호하기 위한 전략을 계획할 수 있습니다.

실제 사례로는 플랑드르 기술 연구소인 VITO가 유럽 환경청(EEA)와게닝겐 환경 연구소와 협력하여 네덜란드, 오스트리아, 남부 포르투갈 등의 지역에 대한 AI/ML 분류 서식지 지도를 생성한 작업을 들 수 있습니다.

그림 3. 오스트리아의 10미터 공간 해상도에서 레벨 2로 분류된 AI/ML 분류 EUNIS 서식지 지도.

밀렵 방지 노력

밀렵은 여전히 야생동물에게 큰 위협이 되고 있습니다. 세계동물재단의 최근 보고서에 따르면 밀렵은 매년 70억~230억 달러의 수익을 창출하는 고수익 거래입니다. 

비전 AI는 환경 보호 활동가들이 이러한 불법 활동을 감지하고 예방할 수 있도록 지원합니다. AI는 감시 카메라와 드론으로 보호 지역을 모니터링하여 의심스러운 활동을 발견하고 실시간으로 당국에 알릴 수 있습니다. 이러한 사전 예방적 접근 방식은 밀렵 방지 노력을 강화하고 멸종 위기종을 보호합니다.

디스커버리에 따르면, 하버드 팀코어 그룹은 에어 셰퍼드와 같은 단체와 협력하여 이러한 노력에 중요한 역할을 하는 AI가 탑재된 드론을 개발했습니다. 열적외선 카메라가 장착된 이 드론은 어둠 속에서도 밀렵꾼을 식별할 수 있습니다.

그림 4. 밀렵꾼을 감지하는 컴퓨터 비전.

야생동물 보호에 AI를 활용하면 얻을 수 있는 이점

AI는 야생동물 보호에 많은 이점을 제공하며, 생물 다양성을 보다 효과적으로 보호할 수 있는 새로운 방법을 제시합니다. 다음은 몇 가지 주요 이점입니다:

효율성 및 정확성

AI는 데이터 수집과 분석의 효율성과 정확성을 크게 향상시킵니다. 기존 방식은 시간이 오래 걸리고 오류가 발생하기 쉬운 수동 관찰에 의존하는 경우가 많습니다. 예를 들어, 조류 조사 시 환경 보호 활동가들은 일반적으로 서식지의 특정 지점에서 새의 수를 세어봅니다. 이 방법은 노동 집약적이며 관찰자의 피로 또는 오인 등으로 인해 부정확할 수 있습니다. AI는 대량의 데이터를 빠르고 정확하게 처리하여 신뢰할 수 있는 인사이트를 제공하고 실수 가능성을 줄일 수 있습니다.

사례 연구는"초원의 조류 조사" 연구에서 포인트 카운트와 트랜짓이라는 두 가지 방법을 비교한 결과에서 찾아볼 수 있습니다. 이 연구에서는 탐지율의 변동성, 관찰자의 정확도에 대한 환경적 요인의 영향 등 수작업 데이터 수집의 문제점을 강조했습니다. 수작업 조사는 상당한 사람의 노력과 시간이 필요하며, 관찰자의 한계로 인해 불완전하거나 일관성 없는 데이터가 발생하는 경우가 많습니다.

그러나 AI는 대량의 데이터를 빠르고 정확하게 처리할 수 있어 환경 보호 활동가에게 신뢰할 수 있는 인사이트를 제공하고 실수 가능성을 줄여줍니다.

확장성

AI의 가장 큰 장점 중 하나는 확장성입니다. AI 시스템은 광활한 지역과 수많은 종을 동시에 모니터링할 수 있으며, 이는 인간 팀만으로는 불가능한 일입니다. 이러한 확장성 덕분에 다양한 생태계를 포괄적으로 모니터링할 수 있어 더 넓은 지역을 커버하고 더 많은 종에 효과적으로 도달할 수 있는 보존 노력이 가능해집니다.

비용 효율성

AI 기술은 장기적으로도 비용 효율적일 수 있습니다. AI 시스템에 대한 초기 투자 비용은 높을 수 있지만, 대규모 인력의 필요성이 줄어들어 시간이 지남에 따라 상당한 비용을 절감할 수 있습니다. 자동화된 데이터 수집 및 분석을 통해 인건비를 절감하고 환경 보호 담당자가 보다 효율적으로 리소스를 할당할 수 있습니다.

24시간 연중무휴 모니터링

AI를 통해 야생동물과 그 서식지를 지속적으로 모니터링할 수 있습니다. 사람의 노력과 달리 AI 시스템은 휴식이 필요하지 않으며 24시간 내내 작동할 수 있습니다. 이러한 지속적인 감시는 밀렵이나 환경 변화와 같은 위협을 적시에 감지하여 멸종 위기종을 보호하고 중요한 서식지를 보존하기 위한 즉각적인 조치를 취할 수 있도록 하는 데 매우 중요합니다.

도전 과제와 단점

AI는 야생동물 보호에 상당한 이점을 제공하지만, 해결해야 할 몇 가지 과제와 단점도 존재합니다. 다음은 몇 가지 주요 문제입니다:

기술적 한계

AI 시스템은 정확도 제한, 데이터 처리 병목 현상, 라벨이 잘 지정된 대규모 학습 데이터 세트의 필요성과 같은 기술적 문제에 직면할 수 있습니다. 식별 실수는 잘못된 데이터로 이어질 수 있으며, 대량의 고해상도 이미지나 비디오 영상을 처리하는 것은 부담스러울 수 있습니다.

재정적 장벽

야생동물 보호에 첨단 AI 시스템을 도입하는 데는 많은 비용이 소요됩니다. 드론, 카메라 트랩 및 기타 장비의 구입과 유지보수, 데이터 저장 및 처리 비용이 포함됩니다. 또한 국립공원과 같이 넓고 광범위한 지역에 카메라를 설치하면 비용이 더욱 증가합니다. 이러한 재정적 장벽은 많은 환경 보호 단체, 특히 제한된 자원을 가진 단체에게 큰 제약이 될 수 있습니다.

기존 방법과의 통합

AI와 기존의 보존 기술을 통합하는 것은 복잡할 수 있습니다. 절차 및 직원 교육에 상당한 변화가 필요합니다. 새로운 기술 도입에 대한 저항과 기존 방법과 AI를 혼합하는 복잡성은 성공적인 구현을 방해할 뿐만 아니라 구현 일정을 연장시킬 수 있습니다.

기술에 대한 의존성

인공지능에 지나치게 의존하면 하드웨어 오작동, 소프트웨어 버그 및 기타 장애와 같은 위험이 발생할 수 있습니다. 기술에 대한 의존은 자연보호 활동가들의 전통적인 기술과 지식을 감소시켜 기술을 사용할 수 없거나 부적합한 상황에서 그 효과를 떨어뜨릴 수 있습니다. 자연 보호 활동의 회복력과 적응력을 유지하려면 AI 사용과 전통적인 방법의 균형을 맞추는 것이 중요합니다.

야생동물 보호에 있어 AI의 미래

AI 기술이 계속 발전함에 따라 야생동물 보호에 혁명을 일으킬 수 있는 잠재력이 더욱 커지고 있습니다. 새로운 발전은 야생동물을 모니터링, 보호, 보존하는 방법을 크게 개선하여 앞으로 직면할 과제에 보다 효과적이고 적합한 보존 노력을 기울일 수 있을 것으로 기대됩니다.

자율 드론 및 로봇

야생동물 보호를 위한 새로운 기술이 끊임없이 개발되고 있습니다. 예를 들어, AI를 탑재한 자율 드론과 로봇 공학에 대한 연구가 이미 시작되어 야생동물 모니터링, 밀렵 방지 활동, 심지어 산불 모니터링에 대한 유망한 잠재력을 보여주고 있습니다. 

무인 드론을 이용한 산불 모니터링 연구에 따르면, 무인 드론은 사람의 개입을 최소화하면서 광활하고 접근하기 어려운 지역을 효과적으로 순찰하여 실시간 데이터를 제공하고 위협에 보다 신속하고 효과적으로 대응할 수 있습니다. 

산불의 경우, 이러한 드론은 화재 발생을 감지하고 모니터링하여 신속한 대응으로 야생동물과 서식지를 보호하는 데 도움을 줄 수 있습니다. AI 기술이 발전함에 따라 이러한 드론과 로봇은 동물을 따라 비행 경로를 변경하거나 장애물을 피하거나 산불의 확산을 추적하는 등 더욱 정교한 판단을 즉석에서 내릴 수 있게 되어 향후 야생동물 보호에 더욱 효과적일 것으로 기대됩니다.

컴퓨터 비전의 발전

앞으로 더욱 정교한 물체 인식 및 행동 분석 모델과 같은 컴퓨터 비전 모델이 발전하면 야생동물을 모니터링하고 이해하는 능력이 더욱 향상될 것입니다. 컴퓨터 비전 모델이 발전함에 따라 고해상도 이미지와 동영상을 더욱 효율적으로 처리할 수 있게 되어 동물의 행동, 개체군 역학, 서식지 이용에 대한 더욱 정확하고 상세한 인사이트를 제공할 수 있게 될 것은 의심할 여지가 없습니다.

주요 내용 

이 글에서는 AI가 종 식별, 개체 수 모니터링, 서식지 매핑, 밀렵 방지 노력을 강화함으로써 야생동물 보호에 어떤 변화를 가져오고 있는지 살펴봤습니다. 효율성, 확장성, 비용 효율성, 24시간 연중무휴 모니터링 개선 등의 이점과 함께 기술적 한계, 재정적 장벽, 기술 의존도 등의 과제도 함께 논의했습니다. 

앞으로 AI의 지속적인 발전은 유망한 발전을 가져올 것이지만, 효과적인 보존 전략을 수립하고 미래 세대를 위해 생물 다양성을 보호하려면 윤리적 사용과 지속적인 연구가 필수적입니다.

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