백령도 바위 위에서 여유로운 한 때를 보내는 물범 무리 위에 비행체가 떴다. 물범 위를 빙글빙글 도는 이 비행체의 정체는 드론(무인기).

해양수산부는 드론을 활용해 인천 백령도에 사는 물범을 모니터링하고 있다고 최근 밝혔다. 드론을 이용하면 기존에 선박을 이용하거나 육상에서 모니터링할 때보다 다양한 각도에서 물범의 상태를 살필 수 있다. 적은 소음으로 인해 물범에게 주는 스트레스도 최소화한다.

최근 드론은 넓은 야생에서 살아가는 동·식물의 상태를 파악하고 보호하는 데에 적극적으로 활용된다. 지구를 지키기 위해 오늘도 하늘을 나는 드론들을 만나본다.


북극곰, 굴속에 숨었나?

북극곰 어미, 새끼(위)와 북극곰이 굴속에 있는 모습. 세계자연기금홈페이지 캡처​

새하얗고 복슬복슬한 털이 매력적인 북극곰. 사랑스러운 모습에 함부로 다가갔다가는 큰코다칠 수 있다. 북극곰은 세계 최대의 육상 포식자로 일컬어질 만큼 사나운 동물이다. 북극곰의 앞발 공격을 받는다면 살아남기 힘들 거다.

이렇게 포악한 북극곰에게 직접 접근해 연구하는 건 그만큼 어려운 일. 러시아 과학자들은 기후변화로 인한 서식지 파괴로 멸종 위기에 처한 북극곰들의 개체 수 파악을 위해 열화상 카메라가 장착된 드론을 사용했다.

러시아 브랑겔섬 자연보호지구는 “과학자들이 쿼드로콥터(4개의 회전날개를 이용해 나는 헬리콥터) 드론을 4차례 띄워 북극곰이 서식하는 동굴을 발견했다. 굴에 암컷 1마리와 새끼 북극곰 2마리가 함께 있는 모습이 확인됐다”고 최근 밝혔다. 열화상 카메라를 장착한 덕분에 굴 속에 있는 곰을 자세하게 관찰할 수 있었다.

브랑겔섬 자연보호지구는 “드론을 활용해 확보한 사진과 동영상은 북극곰의 나이와 건강 상태, 행동 특성을 확인하는 데 중요한 자료”라고 설명했다.

보호색도 문제없지!

북그린란드 해안가에서 촬영된 분홍발기러기. 극지연구소 제공​

북극과 남극은 혹독한 날씨와 지형 등의 요인으로 접근이 쉽지 않다. 이에 따라 이곳에 사는 동물의 분포도 면밀히 파악하기 어려운 것. 극지연구소는 이 난제를 해결하기 위해 드론을 활용했다.

극지연구소 이원영 박사 연구팀은 북위 82도의 북그린란드 시리우스 파셋 지역에서 털갈이 중인 분홍발기러기와 알을 품고 있는 흰죽지꼬마물떼새를 지난해 드론으로 찾아냈다.

드론에는 일반 가시광선 카메라와 적외선 열화상 카메라가 부착됐다. 보호색을 가진 흰죽지꼬마물떼새는 적외선 열화상 카메라를 활용하자 높은 체온 덕분에 발견이 훨씬 수월했다.

극지연구소는 앞서 남극 대륙에서도 드론으로 수만 마리의 펭귄 개체 수를 파악한 바 있다. 극지연구소는 “극한의 날씨와 고위도에서 드론이 제대로 작동할 수 있는 기술개발에 노력을 기울이고 있다”고 말했다.

가시박, 쏙쏙 뽑아라

가시박 서식지를 촬영한 모습. 한국환경정책평가연구원 제공​

박목 박과의 식물인 가시박은 엄청난 번식력을 자랑한다. 꾸준히 뽑아내지 않으면 주변 식물을 뒤덮어 말라 죽게 한다. 이 가시박을 관리하기 위해 드론과 인공지능(AI)이 만났다.

한국환경정책·평가연구원(KEI)은 이미지 학습과 분류에서 가장 많이 사용하는 컨볼루션 신경망(CNN·Convolution Neural Network)을 이용해 가시박 분류기를 만들었다. 가시박 이미지와 가시박이 아닌 이미지를 이용해 식별(분별하여 알아봄) 학습을 시켜 인공지능이 가시박을 분별해낼 수 있도록 한 것. 반복 학습을 통해 식별 능력이 일정 수준에 올라서면 가시박 분류기를 위치 정보가 기록된 드론 영상에 적용해 생태계 교란 식물인 가시박의 분포 현황 지도를 만들 수 있게 된다. 이를 활용하면 가시박의 분포는 물론이고 앞으로의 번식 분포도 예측해 효과적으로 가시박을 제거할 수 있다.​

▶어린이동아 이지현 기자 easy27@donga.com

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