블록체인에서 AI까지: 미래 기술이 이미 우리 숲을 보호하고 있는 방법

우리 삶에서 가장 중요한 부분 중 하나는 숲이며, 지구 육지의 약 3분의 1을 차지합니다. 숲은 우리에게 산소, 영양, 피난처, 연료를 제공합니다. 침식을 방지하고 토양을 비옥하게 하여 식물과 작물을 재배하고 산사태와 홍수를 방지하는 데 필요한 풍부한 표토를 생산합니다. 

숲은 또한 산소 생산, 이산화탄소 흡수, 기후 조절, 생물다양성 서식지, 약용 자원, 물 순환 유지, 자연 재해 완화, 생계 지원, 심리적 웰빙 및 레크리에이션 공간에서 중요한 역할을 합니다.

그럼에도 불구하고, 산림 벌채(목재가 있는 땅을 의도적으로 개간하는 행위)는 전 세계적으로 여전히 중요한 문제로 남아 있습니다.

비극적인 지속적인 손실

역사 전반에 걸쳐 산림 벌채가 일어났지만, 최근 수세기 동안 그 속도는그저급등했습니다.예를 들어, 지난 3세기 동안, 15억 헥타르의 숲이 파괴되었습니다. 이는 미국보다 큰 면적에 해당합니다. 

한편, 지난 20년 동안 전 세계적으로 습윤 원시림이 총 76.3백만 헥타르(Mha) 손실되었습니다. 이는 해당 기간 동안 전체 나무 덮개 손실의 16%에 해당합니다. 

이러한 영구적인 숲 파괴는 주거 및 자원 채취와 같은 다양한 이유로 사람들, 기업, 정부에 의해 이루어집니다.

올해 초 발표된 연구에 따르면, 식량 생산이 산림 벌채의 주요 원인으로 나타났습니다. 40개 열대 및 아열대 국가에서 생산/공급, 무역/유통, 소비/수요 관점으로 산림 벌채 요인을 분석한 결과, 2000년부터 2018년 사이 전 세계 숲 면적 변화의 약 90%가 농업(작물 및 목초지) 확장 때문이라는 것이 연구자들에게 밝혀졌습니다.

농업 외에도 도시화와 자연 및 인간에 의해 발생하는 산불이 숲 손실에 중요한 역할을 합니다. 우리가 숲을 계속 파괴하는 동시에, 연구에 따르면 아마존과 같은 숲은 이전에 탄소 흡수원이었지만 이제는 순 탄소 배출원으로 전환되고 있습니다. 이는 숲이 흡수하는 것보다 더 많은 CO2를 배출한다는 의미이며, 남은 숲을 보호해야 할 긴급한 필요성을 나타냅니다.

세계 최대의 열대우림은 실제로 산림 벌채와 기후 변화로 인해 큰 압박을 받고 있습니다. 최근 연구에 따르면 2050년까지 아마존 숲의 10%에서 47%가 “예상치 못한 생태계 전환을 촉발하고 지역 기후 변화를 악화시킬 수 있는 복합적인 교란”에 직면할 것으로 추정됩니다.

인간 활동과 기후 변화에 의해 촉발된 모든 숲 손실은 생물다양성, 자연 자원 및 우리의 삶의 질을 위협합니다.

산림 벌채의 영향은 아직 완전히 분석되지 않았습니다. 최근 오타고 대학의 연구에 따르면, 산림 벌채에 대응하여 뉴질랜드 토착 석연어가 “경고” 색을 변화시켰다고 합니다. 이것이 전부가 아니라 MIT 연구에 따르면 매년 인위적인 수은 배출량의 10%가 전 세계 산림 벌채의 결과라고 밝혀졌습니다.

과학자들은 일반적으로 산림 벌채를 전 세계 CO2 배출원의 하나로 연구해 왔으며, 수은은 간과되었습니다. 식물은 대기 중의 수은을 CO2와 마찬가지로 흡수하지만, 이 화학 원소는 식물에 필수적인 생물학적 기능을 실제로 가지고 있지 않으므로 토양에 흡수될 뿐입니다. 

현재 연구에 따르면, 산림 벌채로 인해 대기로 200톤의 수은이 배출되고 있으며, 이는 열대 및 아열대 국가에서 더욱 높습니다.

따라서 숲을 보호하기 위해, 카우나스 공과대학(KTU), 리투아니아 비타우타스 마그누스 대학교, 스웨덴 린네우스 대학교의 연구원들이 모여 빅데이터, AI, 사물인터넷(IoT), 블록체인과 같은 첨단 기술을 통합한 지능형 산림 데이터 처리 모델인 Forest 4.0을 개발했습니다. 

이 시스템은 보다 투명한 산림 관리 모델을 제공하고 실시간으로 산림 상태를 모니터링하며 지속 가능한 자원 회계를 가능하게 합니다.

“테이블을 구매하면서 그것이 정확히 어느 숲과 나무에서 온 것인지 알 수 있다고 상상해 보세요. 이것이 바로 제안된 산림 데이터 관리 모델의 결과입니다.”

– KTU의 교수이자 Forest 4.0 개발에 참여한 리티스 마스켈리우나스

특히 블록체인과 IoT는 Forest 4.0에서 중요한 역할을 하며, 관리와 보존에 혁신적인 잠재력을 제공합니다. 

논문에 따르면 블록체인은 인증 및 추적 데이터의 안전한 저장에 사용되었습니다. 블록체인 기술이 산림 관리의 투명성과 무결성을 촉진하는 한편, 센서, 드론 및 모니터링 시스템의 실시간 데이터는 화재 관리, 지속 가능한 수확 및 야생동물 모니터링에 대한 의사결정을 돕습니다.

산림 관리에 대한 다층 접근법 

기술 혁신은 우리 삶의 모든 영역에 막대한 영향을 미쳤으며, 따라서 이를 활용하여 숲을 보호하고 스마트한 관리와 자연의 미래를 돌봐야 합니다.

산림 부문은 디지털 성숙도 수준, 디지털 역량 부족, 공급망 문제, 서비스 혁신 및 AI 방법 도입 필요 등 다양한 과제에 직면해 있습니다. 디지털 기술을 산림 운영에 통합하면 이러한 과제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

특히 지리공간 및 데이터 분석 분야의 기술 발전은 이미 산림 벌채 모니터링에 도움을 주고 있습니다. 이는 광범위한 지역에서 숲 덮개 변화를 정밀하게 감지하고 대응할 수 있게 합니다. 

예를 들어, 다중 및 고광谱 위성은 원격 감지를 가능하게 하고, LiDAR는 숲 구조에 대한 3D 데이터를 제공하며, SAR은 구름을 뚫고 열대 지역에서 지속적인 모니터링을 수행합니다. 드론은 또 다른 최신 기술로, 특정 지역에 대한 고해상도 이미지를 활용하고 있습니다. 

그 다음은 머신러닝으로, 방대한 이미지와 데이터를 자동으로 처리하는 데 큰 도움이 됩니다. 이들은 90% 이상의 정확도로 산림 벌채 패턴을 식별하는 알고리즘을 사용합니다. 

한 연구는 말레이시아 국립대학, 마라 공과대학, 라브단 아카데미 연구원들이 수행했으며, FCN, SegNet, DeepLabV3, U-Net, ResNet과 같은 딥러닝 구조를 활용하여 복잡하고 불규칙한 형태의 숲 지역에서도 산림 벌채를 효과적으로 감지할 수 있음을 발견했습니다. 연구자들은 다음과 같이 언급했습니다:

“환경 문제가 심화되는 상황에서, 최첨단 기술의 잠재력을 활용하여 산림 벌채의 영향을 상쇄하는 것이 필수적입니다.”  

이제 ‘스마트 숲’을 목표로 과학자들은 Forest 4.0을 만들었습니다. 스마트하고 지속 가능한 산림 관리 시스템을 위해 실제로 다층 접근 방식을 채택했습니다. 

첫 번째 계층은 데이터 수집 및 관리 계층으로, 매우 자명합니다. 이 계층은 무선 센서 네트워크, 원격 감지, 현장 모니터링 시스템 등 다양한 출처에서 데이터를 수집하고 처리하는 역할을 담당합니다.

무선 센서 네트워크는 온도, 나무 수액, 토양 습도와 같은 요소를 측정하는 다양한 IoT 장치를 포함하며, 이들은 데이터 전송으로 연결됩니다. 따라서 실제로 숲에 들어가 수동으로 측정할 필요가 없습니다.

시스템은 새집처럼 보이는 센서를 포함한 IoT 솔루션도 제공하며, 이 센서는 나무에 설치됩니다.

“이 장치들은 데이터를 중앙 시스템으로 전송하고, 데이터 분석 계층에서 AI 알고리즘을 사용해 분석됩니다.”

– KTU 실시간 컴퓨터 시스템 센터 교수이자 하드웨어를 개발한 에기디우스 카자나비čius

따라서 데이터 분석 계층은 첫 번째 계층에서 수집된 데이터를 빅데이터 분석을 통해 인사이트를 도출합니다. 머신러닝 및 예측 분석을 활용하여 이 계층은 의사결정 지원을 제공합니다.

모니터링 및 평가 계층에서는 모든 데이터 분석 결과를 활용하여 숲의 건강, 생물다양성, 탄소 격리 및 생태계 서비스를 모니터링하고 검토합니다. 결과를 시각화하고 분석하는 것도 의사결정에 도움이 됩니다.

이 모든 평가 정보는 다음 단계인 산림 관리 계층에 중요하며, 여기서 산출물은 모니터링, 재조림 및 보존에 도움이 됩니다.

한편, 기술 인프라 계층은 블록체인, 무선 센서 네트워크, 사물인터넷 등 다른 계층을 지원하는 기본 기술 인프라를 제공합니다.

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산림 관리를 혁신하는 새로운 기술

환경 조건에 대해 수집된 모든 데이터를 실제로 활용하면, IoT 시스템은 산림 건강을 평가하고 화재 위험을 모니터링하며 해충, 질병 또는 불법 활동으로부터 보호까지 제공할 수 있습니다.

해당 데이터는 공기 질, 습도, 온도를 가리키며, 이는 센서에 의해 포착되지만, 스마트 모니터링 시스템은 단순히 센서만을 의미하지 않습니다. 

예를 들어, 숲에 이미 설치된 카메라는 또한 활용될 수 있습니다. 마스켈리우나스는 카메라 영상을 확인하고 갈색이 된 침엽과 같은 현상을 살펴봄으로써 IoT가 곤충이 나무에 미치는 영향을 발견하고, 잎의 반점을 이용해 질병을 식별하며, 소리를 암호화하여 불법 벌목을 드러낼 수 있다고 설명했습니다.

Forest 4.0 모델에 새로운 기술을 활용하면 자원 사용을 최적화하고 폐기물을 줄이는 것 외에도 산림 비즈니스의 효율성, 수익성 및 지속 가능성을 더욱 향상시킬 수 있습니다. 

이것이 전부가 아니라, 시스템은 탈중앙화 디지털 원장 기술, 즉 블록체인을 활용한 공급망 추적 관리도 제공하여 누구나 검증할 수 있는 불변의 기록 데이터를 제공함으로써 투명성과 데이터 무결성을 보장합니다.

블록체인의 도움으로 시스템은 숲에서 제재소, 최종 제품에 이르는 모든 단계의 프로세스를 모니터링할 수 있게 합니다.

“이 기술은 권한 없이 작동하며, 숲과 그 생산에 일어나는 모든 일을 투명하고 안전하며 변경 불가능한 기록으로 제공하여 불법 벌목을 감소시키고 지속 가능한 관행을 보장합니다.”

– KTU 정보학부(IT) 교수

지능형 기계, 디지털 조사 도구, 무선 주파수 식별(RFID)과 같은 기술을 목재 공급망에 통합하면 데이터 제공을 통해 목재 품질, 산림 건강 및 기타 요인에 대한 관리 결정의 영향을 더 잘 이해함으로써 효율성과 안전성을 더욱 향상시킵니다. 연구자들은 디지털 기술을 사용하면 협력과 정보 교환을 강화하여 비용 절감에 도움이 될 수 있다고 언급했습니다.

모델은 대규모 산림 자원 관리 및 모니터링을 개선하는 데 많은 이점을 제공함으로써 기대를 모으고 있지만, 연구자들은 구현에 어려움을 겪고 있습니다. 이러한 문제는 표준 부족, 상호 운용성 결여, 높은 초기 투자, 그리고 부문의 혁신에 대한 느린 접근 방식 등으로 인해 디지털 기술의 광범위한 채택이 지연되는 원인입니다. 마스켈리우나스 교수에 따르면:

“비싸고 복잡한 솔루션을 선택하는 것이 더 낫다고 가정되는 반면, 작고 저렴한 센서는 덜 주목받고 있습니다. 몇 백 유로에 불과한 솔루션이 스스로 데이터를 수집하고 전송할 수 있다는 점에 우리는 기뻐해야 합니다.”

법률 및 거버넌스 장애물 외에도, 이해관계자들의 데이터 노출 가능성에 대한 주저함은 디지털 기술 사용에 대한 신뢰와 프라이버시 우려를 더욱 증대시킵니다. 

블록체인과 같은 기술은 복잡성을 더하지만, 암호 자산의 채택이 증가하고 핀테크가 성공적으로 개발됨에 따라 이러한 장애물을 극복하고 활용을 촉진하고 있습니다.

그러나 디지털 기술은 유럽 산림 관리에서 큰 중요성을 얻고 있으며, 지속 가능한 관행의 과제를 해결하는 데 사용되고 있습니다.

독일과 같은 국가에서는 이러한 솔루션이 이미 수용되기 시작했으며, 이는 Forest 4.0 모델이 글로벌 표준이 되고 책임감 있고 지속 가능한 산림 관리를 촉진할 잠재력을 보여줍니다.

시스템을 효과적으로 구현하기 위해 저자들은 정부, 상업 부문, 시민 사회 및 학계와의 협력이 필요하다고 언급했습니다. 동시에 관련 당사자의 역할과 의무를 명확히 정의하면 이점을 극대화할 수 있습니다. 

산림 관리에 혁신적인 디지털 기술을 활용하는 것을 “일생에 한 번뿐인 기회”라 부르며 투명성, 효율성 및 지속 가능성을 향상시키는 이 과학자들은 정책 입안자와 실무자들이 협력하여 “이 혁신을 숲과 사회의 이익을 위해 활용”해야 한다고 강조했습니다.

Forest 4.0에 대해 마스켈리우나스는 이를 “동물이 가득한 불연성의 울창한 숲을 목표로 하는 산림 분야의 4차 산업 혁명”이라고 부릅니다.

산림 예방에 도움을 주는 기업들

이제 숲 보호에 활용되고 있는 이러한 기술을 개발·제공하는 몇몇 기업을 살펴보겠습니다.

1. Trimble Inc.

이 기술 기업은 GPS, GIS 및 원격 감지 도구를 포함한 지리공간 기술을 전문으로 하며, 이는 환경 모니터링 및 산림 관리에 사용됩니다. Trimble의 위치, 모델링, 연결성 및 데이터 분석 핵심 기술은 생산성, 품질, 안전성, 투명성 및 지속 가능성을 향상시킵니다.

시가총액 178억 2천만 달러인 TRMB 주식은 현재 주당 72.97달러에 거래되고 있으며, 연초 대비 37.16% 상승했습니다. EPS(TTM)는 5.99이며 P/E(TTM)는 12.18입니다. 2024년 3분기에는 매출이 8억 7580만 달러로 전년 대비 9% 감소했으며, 연간 반복 매출은 21억 9천만 달러로 전년 대비 13% 증가했습니다. 

2. Palantir Technologies Inc.

Foundry와 같은 빅데이터 분석 플랫폼으로 알려진 Palantir는 환경 모니터링 및 지속 가능성 프로젝트를 위해 데이터 세트를 통합합니다. 또한 우주선에 배치하여 대상이나 영역을 감지하고 시간에 따른 변화를 측정할 수 있는 Edge AI를 제공합니다. 

시가총액 1,527억 4천만 달러인 PLTR 주식은 현재 주당 67.63달러에 거래되고 있으며, 연초 대비 290.68% 상승했습니다. EPS(TTM)는 0.20이며 P/E(TTM)는 339.30입니다. 2024년 3분기에는 매출이 7억 2550만 달러, 순이익이 1억 4350만 달러로 각각 전년 동기 대비 30%와 101% 증가했습니다. 해당 분기의 Palantir 이익률은 20%였습니다.

3. Honeywell International Inc.

Honeywell은 자동화, 에너지 및 지속 가능한 솔루션을 구축하며, IoT 기반 센서와 시스템은 환경 모니터링 및 관리에 활용될 수 있습니다. 최근 Qualcomm (QCOM ) 과의 파트너십을 확대하여 데이터 수집 및 분석을 개선했습니다.

시가총액 1,514억 6천만 달러인 HON 주식은 현재 주당 233.10달러에 거래되고 있으며, 연초 대비 11.07% 상승했습니다. EPS(TTM)는 8.66, P/E(TTM)는 26.90이며 배당 수익률은 1.94%입니다. 2024년 3분기에는 매출이 97억 달러로 전년 대비 6% 증가했으며, 영업 마진은 19.1%, 부문 마진은 23.6%였습니다. 분기 말 자유 현금 흐름은 17억 달러였습니다. 이 기간 동안 Honeywell은 CAES Systems를 19억 달러에, Air Products의 LNG 사업을 18억 달러에 인수하는 두 건의 인수를 진행했습니다.

결론

산림 벌채는 명백히 큰 문제이며, 매년 커져가고 있어 소비자, 기업 및 정부가 함께 모여 효과적인 해결책을 찾는 것이 시급합니다. 

광범위한 산림 재조림(벌채된 지역에 나무를 복구하는 것)은 기가톤 규모의 탄소 제거를 달성하고 자연 기반 지속 가능한 개발 목표를 충족시키는 가장 실현 가능한 방법으로 밝혀졌으며, 대규모로 실현하려면 비용 효율적인 방법이 필요합니다. 

AI, IoT, 빅데이터, 블록체인과 같은 첨단 기술은 이제 정밀 모니터링, 효율적인 자원 관리 및 산림 관리 투명성을 향상시키는 효과적인 방법을 제공하고 있습니다. 따라서 이러한 발전을 재조림 노력과 함께 활용함으로써 산림 벌채와 효과적으로 싸우고, 숲이 단순히 보호되는 것을 넘어 번성하는 미래를 만들 수 있습니다!

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