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해양 쓰레기는 바다에 사는 동식물, 사람들에게 피해를 주고 있어요. 최근에는 사람이 직접 나서서 쓰레기를 치우는 대신, 인공지능이 새로운 해결책으로 떠오르고 있지요. 해양 쓰레기 청소에 인공지능을 활용하려면, 어떤 데이터가 필요할까요? 

 

 

 

미국 하와이섬 북동쪽, 그리고 일본과 하와이섬 사이에는 거대한 쓰레기 더미가 있어요. 1997년 미국 환경운동가 찰스 무어가 요트를 타고 바다를 횡단하던 중 발견하며 처음 알려졌지요. 거대 쓰레기 더미에는 약 1조 8000억 개의 플라스틱 쓰레기가 쌓여 있어요. 무게는 무려 8만 t(톤)에 달해요. 

 

쓰레기가 한곳에 모여 섬을 이룬 건 바닷물의 흐름, 즉 해류 때문이에요. 해안가나 배에서 발생한 쓰레기가 바다로 흘러 들어오고, 원형으로 순환하는 거대한 해류에 갇혀 오랜 시간 쌓이면서 지금처럼 섬을 이뤘지요. 2022년 비영리 단체 ‘오션 클린업’의 조사에 따르면, 태평양 쓰레기 섬에서 수거한 플라스틱은 대부분 어업을 하는 인근 국가에서 배출한 것으로 나타났어요. 

 

바다 쓰레기를 줄이려면 쓰레기가 바다로 흘러가지 않게 막는 것이 중요해요. 사람이 해안가에서 직접 쓰레기를 치우는 방법도 있지만, 최근에는 인공지능(AI)을 활용해 쓰레기를 효과적으로 수거하는 방법이 개발되고 있어요. 2022년, 한국건설기술연구원은 한강의 쓰레기가 서해로 들어가는 것을 막기 위해 AI 차단막을 개발했습니다. AI가 차단막 양 끝에 설치된 카메라를 통해 쓰레기의 양을 측정하고, 종류를 알아내 수거에 도움을 주지요. AI가 어떻게 쓰레기를 인식하는지 알아보러 출발~!  

 

 

 

 

 

인공지능(AI)이 쓰레기를 구별하려면 이미지 데이터를 여러 개 모으면서 이미지의 특징을 학습해야 해요. AI가 플라스틱 생수통을 ‘쓰레기’로 인식하려면, AI에 플라스틱 생수통 사진을 입력하고 이 사진을 쓰레기로 분류하는 과정이 필요합니다. 그럼 AI는 ‘둥그렇고 투명한 것’을 쓰레기의 특징으로 이해하죠.

 

이때, AI는 플라스틱 생수통 사진 한 장이 아닌 여러 장을 학습해야 해요. 둥글고 투명한 플라스틱 생수통 사진만 학습하면, 바다에서 평화롭게 둥둥 떠 있는 투명한 해파리도 쓰레기로 인식할 수 있거든요. 여러 장의 사진을 학습한 AI는 ‘쓰레기는 투명하고 둥글고 끝부분이 길쭉하며 뚜껑이 있다’는 구체적인 특징을 파악할 수 있지요. 

 

AI는 플라스틱 생수통뿐만 아니라 유리, 스티로폼, 종이 등 다양한 종류의 쓰레기 사진을 학습해요. 빨간색 그물망이나 갈색 유리병, 검은색 종이상자처럼 색깔이 있는 쓰레기 사진도 학습하지요. 이렇게 다양한 색깔과 특징을 가진 수십만 장의 이미지를 학습하면, 여러 종류의 쓰레기를 효과적으로 골라낼 수 있답니다. 

 

AI가 학습하는 이미지 데이터가 갖춰야 할 조건이 있어요. 바로, 사진의 피사체가 무엇인지 한눈에 알아볼 수 있는 깨끗하고 선명한 이미지여야 한다는 겁니다. 검은 비닐봉지 쓰레기 사진을 잔뜩 모았는데, 사진에 찍힌 물체가 검은 비닐봉지인지 미역인지 알아보기 힘들 정도로 사진이 흐릿하다면, AI가 애꿎은 미역을 쓰레기로 인식할 수 있겠죠. 따라서 대상의 특징을 분명히 알 수 있는 사진을 모아 학습시키는 게 중요해요. 

 

AI가 이미지 데이터를 학습하는 과정을 직접 보고 싶다면 ‘Code.org’에서 개발한 AI 교육 프로그램 <AI for Oceans> 홈페이지에 방문해 보세요. 이 AI는 해양 쓰레기 사진뿐만 아니라 바다에 사는 물고기 사진들도 학습합니다. 쓰레기와 물고기를 정확히 구분해 생물은 보호하고, 쓰레기는 제거하기 위해서지요. 더 많은 데이터를 학습할수록 AI는 쓰레기를 더 잘 구별해냅니다. AI의 학습 과정을 한번 따라가 보세요!