야생동물 보호와 밀렵 방지를 위한 카슈미르 월드재단의 AI와 YOLOv5 활용 사례를 살펴보세요.
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야생동물 보호와 밀렵 방지를 위한 카슈미르 월드재단의 AI와 YOLOv5 활용 사례를 살펴보세요.
카슈미르 월드 재단 (KWF)은 2008년 버지니아주 그레이트폴스에서 설립되어 전 세계 야생동물 보호와 보존을 위한 최신 기술을 구현하는 것을 사명으로 삼고 있습니다. KWF는 야생동물 보호 및 밀렵 방지 활동을 지원하는 자율 무인 시스템을 구축 및 운영하고 있습니다. 2013년부터 KWF는 업무에 인공지능을 도입하기 시작했습니다.
WWF에 따르면 서식지 손실은 멸종 위기 또는 멸종 위기에 처한 종을 분류하는 '적색 목록'에 있는 모든 종의 85%에 가장 큰 존재적 위험을 초래한다고 합니다. 동시에 전통 약재, 진미 또는 이국적인 애완동물로 사용하기 위해 밀렵된 야생동물에 대한 수요도 증가하고 있는 것으로 알려졌습니다. 서식지 손실과 밀렵은 함께 전 세계 생물다양성을 위협하고 지역 사회와 환경에 재앙적인 영향을 미칩니다.
설립자이자 전무이사인 알리야 판돌피는 "전 세계의 학생, 학자, 엔지니어, 과학자들이 자신의 시간과 전문 지식을 기꺼이 자원하고 있다"며 강력한 내부 협업을 예로 들어 설명합니다. KWF는 100% 전 세계 자원봉사자들에 의해 운영됩니다. KWF는 이들의 활동을 통해 카타르의 모래 고양이, 코스타리카의 바다거북, 히말라야의 눈표범 등 멸종 위기에 처한 수많은 종을 보호하는 데 큰 진전을 이루었습니다.
"우리 모두는 동물을 사랑하기 때문에 이 일을 하지만, 더 중요한 것은 우리의 기술을 사용하여 세상에 좋은 일을 하고 다른 방법으로는 생존할 수 없는 동물 종을 위해 긍정적인 변화를 일으키고 싶다는 것입니다."
알리야 판돌피
카슈미르 월드 재단 설립자 겸 전무이사
많은 경우, 환경 보호 활동가들이 밀렵이 발생하는 장소에 접근하는 것은 매우 어렵습니다. KWF는 세계 곳곳의 오지에서 보호 활동을 펼치는 데 있어 네 가지 주요 장애물에 직면해야 합니다:
과거에는 환경 보호 활동가들이 현장에 비디오 녹화 장치를 설치하여 나중에 영상을 다시 볼 수 있도록 했습니다. 수십만 시간 분량의 영상을 시청자가 꼼꼼하게 동물 종과 밀렵꾼을 모두 감지하고 식별해야 하는 이 과정에서는 시청자의 의존도가 높았습니다. 시간 제약과 인적 오류로 인해 이러한 접근 방식은 환경 보호 활동가들에게 불리한 점이 많았습니다. KWF의 자원봉사자들은 밀렵꾼과 불법 사냥에 맞서기 위해 더 나은 장비가 필요하다는 것을 알고 있었습니다.
기술의 필연적인 발전은 양날의 검과 같은 역할을 합니다. 기술의 품질이 계속 향상되고 접근성이 높아지면서 환경 보호론자와 악의적인 행위자 모두 최신 기술을 손에 넣을 수 있게 되었습니다. 환경 보호 운동가들은 경쟁력을 유지하기 위해 최신 기술의 힘을 활용하여 유리하게 활용할 준비가 되어 있어야 합니다.
판돌피는 현장에서 KWF에 실시간 정보를 제공하는 공격적인 솔루션이 필요했습니다. 인간의 실수를 없애고 네 가지 주요 장애물에 맞설 수 있는 솔루션이 필요했던 그녀는 밀렵 단속 임무에서 단 몇 초의 차이로도 차이를 만들 수 있으며, 실시간 인사이트가 동물의 죽음을 막는 데 직접적인 역할을 할 수 있다는 것을 알고 있었습니다.
창의력을 바탕으로 판돌피는 프로젝트에 필요한 기술과 리소스를 고려했습니다. 판돌피는 현재 필요한 기술의 대부분은 현재 사용 가능하지만, 가까운 미래에 출시될 하드웨어와 소프트웨어가 출시되기를 기대하고 있습니다. 판돌피는 KWF의 팀을 이끌고 드론, AI, GPS 기능을 활용한 접근 방식을 개발하고 있습니다.
"이 프로젝트를 시작할 때 커뮤니티에서 많은 의구심이 있었습니다. 미친 짓이다, 불가능하다, 할 수 없다, 기술이 존재하지 않는다는 말을 들었지만 장기적으로 볼 때 이 프로젝트를 위해 컴퓨터 과학과 드론의 역량이 함께 발전하고 융합되어야 한다고 생각했습니다."
다양한 카메라와 센서를 위험 지역에 배치하여 전 세계 곳곳에서 데이터를 수신하고, 이를 통해 즉각적인 의사결정을 내릴 수 있는 실행 가능한 인사이트를 제공하는 KWF.
판돌피는 "특정 장소에 밀렵꾼이 있다고 가정해 보겠습니다."라며 "밀렵꾼을 추적하고 레인저에게 위치를 알려 밀렵꾼이 동물을 죽이기 전에 막을 수 있도록 하려고 합니다."라고 말합니다.
실시간 물체 감지가 필요한 KWF는 매우 정확하고 신뢰할 수 있는 모델 출력이 필요했습니다. 판돌피의 KWF 인공지능 팀장인 네덜란드 출신의 다안 엘팅크(Daan Eeltink)는 선택의 폭을 넓히기 위해 YOLOv4와 YOLOv5의 성능을 비교했습니다. 여러 가지 차별화 포인트가 있는 YOLOv5를 KWF 팀이 프로젝트에 선택하게 된 배경입니다:
KWF는 전 세계의 자원봉사자, 엔지니어, 인턴으로 구성된 팀에 의존하여 환경 보호 활동에 필요한 기술을 개발하고 있습니다. 인턴 중 다수는 고등학생이며, 그중 일부는 YOLOv5에 대한 경험이 거의 없거나 전혀 없습니다. 판돌피는 경험이 가장 적은 사람들도 3주 이내에 YOLOv5를 실행할 수 있다는 것을 확인했습니다.
또한 실험 추적 플랫폼과의 통합을 통해 모델과 데이터 세트를 간편하게 미세 조정할 수 있었기 때문에 KWF는 현장에서 YOLOv5 모델의 성능을 극대화할 수 있었습니다.
"YOLOv5는 정확했고, 우리의 궁극적인 목표였던 동물들이 죽기 전에 구할 수 있도록 도와주었습니다."
판돌피는 YOLOv5가 없었다면 KWF의 팀원들이 좌절했을 것이라고 말합니다. 개체 감지를 구현하기 전에는 환경 보존 프로젝트에 최적의 데이터가 부족했습니다.
2023년 초, KWF는 작업을 다음과 같이 이전할 예정입니다 . Ultralytics YOLOv8의 최신 릴리스인 YOLO 비전 AI 아키텍처로 작업을 이전할 예정입니다.
현재 KWF는 현장의 센서에 물체 감지를 위한 YOLOv5를 배포하고 있습니다. 이러한 장치는 생물학자에게 데이터를 전송하여 생물학자가 정보를 분석하고 실행 가능한 인사이트를 창출할 수 있도록 합니다. 내년에는 드론 이미지가 포함된 데이터 세트에 대해 YOLOv5를 학습시킨 다음 현장에 드론을 배치하는 것을 목표로 하고 있습니다.
전 세계에는 7종의 바다거북이 있으며 각 바다거북은 멸종 위기에 처한 것으로 알려져 있어요. 알을 낳을 때 암컷 바다거북은 해변에 와서 모래에 둥지를 파고 알을 낳습니다. 이 과정은 몇 시간이 걸릴 수 있지만, 일단 완료되면 암컷 바다거북은 물로 돌아가 55~65일 동안 모래 속에서 알을 품고 부화합니다. 어미가 바다로 떠나면 알은 밀렵꾼이나 포식자, 자연으로부터 거의 방어할 수 없는 상태로 남게 됩니다.
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과거에 바다거북을 추적하는 보호론자들의 접근 방식은 둥지가 있는 해변의 모든 위치를 표시하는 것이었습니다. 해당 지역의 위협이 높으면 환경 보호 활동가들은 그 동안 둥지를 안전한 곳으로 옮기고 부화한 거북이를 바다로 방류합니다.
이 과정에는 30마일 이상의 해변을 직접 걸어 다니며 둥지를 표시하는 작업이 포함될 수 있습니다. 이 과정을 매일 수행할 수 있는 충분한 인력을 확보하는 것은 특히 코로나19 봉쇄 기간 동안 어려운 것으로 입증되었습니다.
또한 바다거북 둥지에 표시를 하는 것은 때때로 역효과가 있는 것으로 밝혀졌습니다. 밀렵꾼들이 표식이 있는 둥지를 찾을 수 있을 뿐만 아니라 돼지들도 표식이 근처에 바다거북 둥지가 있다는 것을 알아채고 알을 먹어치우는 경우가 있었기 때문입니다.
KWF는 이 과정에서 인력을 줄이고 쉽게 식별할 수 있는 마커로 대체함으로써 개선의 기회를 발견했습니다. 바다거북 둥지를 감지하고, 위치를 파악하고, 특성을 분석하기 위해 YOLOv5를 사용하는 자율 항공 시스템을 구축함으로써 생물학자들은 바다거북 둥지의 흔적과 지리적 위치를 포함한 정보를 실시간으로 받아볼 수 있어 생물학자들이 직접 해변을 걸으며 둥지를 표시할 필요성을 대체할 수 있게 되었습니다.
눈표범의 두꺼운 흰색 털과 짙은 점박이 무늬 덕분에 히말라야 지형에서 완벽한 위장을 할 수 있습니다. 야생에서는 천적이 없는 최상위 포식자입니다. 하지만 패션과 전통 의학 분야에서 모피와 다른 신체 부위에 대한 수요가 매우 높은 데다 서식지 손실과 분열로 인해 야생에는 4,000~6,500마리의 눈표범만 남아있는 것으로 추정됩니다.
눈표범을 위한 보존 노력은 눈표범이 서식하는 열악한 환경의 요인으로 인해 매우 어려운 것으로 입증되었습니다:
또한 야생에서 눈표범을 발견하는 것은 극히 드문 일입니다. 따라서 KWF는 드론 기술을 활용하여 이 큰 고양이를 추적하고 보호하는 자동화된 접근 방식을 개발하고 있습니다. 현재 드론 기술은 눈표범을 추적하는 데 필요한 조건인 약 20,000~22,000피트 상공에서 작동할 수 있는 수준까지 도달하기 위해 아직 개발 중입니다.
이 기술이 개발되면 KWF는 히말라야에 배치될 센서와 드론에 YOLOv5를 사용할 계획입니다. 추적 목적으로 이 센서와 드론은 일반적으로 바람에 의해 빠르게 날아가는 눈 속의 발자국을 감지할 수 있습니다. 이 실시간 정보는 생물학자와 환경 보호 전문가에게 전달됩니다.
카슈미르 세계 재단 방문하기 웹사이트 를 방문하여 도움을 줄 수 있는 방법을 확인하세요. 변화를 만드는 전 세계의 환경 보호 노력에 동참하세요.
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