👋AI랑 별 보러 갈래?

#천체관측 #지구관측 #우주데이터

2025. 2. 11.

👋AI랑 별 보러 갈래?

HAI! 내가 왔어👋

, 올해 꼭 이뤄졌으면 하는 일 있어? 그렇다면 내일이 무척 기다려질 거야. 내일은 올해의 첫 보름달이 뜨는 정월대보름이거든. 부럼을 깨고 귀밝이술을 마시고, 달에 소원을 빌며 한 해의 안녕을 기원하는 날이지. 이런 전통적인 풍습은 천체 관측과 깊은 관련이 있어. 우리의 일상에 큰 영향을 주는 낮과 밤, 날씨와 계절 모두 하늘의 움직임에서 비롯되기 때문이야. 이처럼 우주를 탐구하는 건 아주 오래전부터 인류에게 중요한 일이었어.

우주의 비밀을 풀어가는 AI

• 오랜 관심을 바탕으로 인류의 우주 관측 기술은 놀라울 만큼 발전했어. 이제 우리는 새로운 별을 찾는 걸 넘어서 그동안 볼 수 없을 것 같았던 우주의 다양한 모습을 포착할 수 있게 되었어. 지난달 시험 운전을 시작한 칠레의 '베라 C. 루빈 천문대'는 세계 최대의 디지털카메라로 초신성이나 블랙홀에 빨려 들어가는 별을 촬영한대. 남아프리카와 호주 서부에 설치하고 있는 '스퀘어 킬로미터 어레이(SKA: 1㎢ 망원경 배열) 천문대'는 전파를 이용해 블랙홀 주변 환경이나 중력파를 포착할 수 있을 거래. 천문 관측 기술의 발달로 우주 데이터도 기하급수적으로 늘어날 전망이야. 베라 C. 루빈 천문대는 하루에 20TB(테라바이트), 스퀘어 킬로미터 어레이 천문대는 1년에 300PB(페타바이트)에 달하는 천문 데이터를 생산한대. 막대한 규모의 데이터가 쏟아지고 있는 셈이지.

• 사실 천문학계는 예전부터 분석해야 할 천문 데이터가 너무 많아서 사람들의 도움을 받고 있어. 전문가 집단이 분석하기에 너무 많은 분량의 은하 모양 분류 작업을 일반인에게 공개적으로 부탁한 프로젝트도 있지. 이 시민 참여 과학 프로젝트의 이름은 갤럭시 주(Galaxy Zoo)로, 현재까지도 다양한 형태로 진행되고 있어. 최근에는 AI를 활용해서 은하 분류 작업의 효율을 높이고 있대. 우주 망원경이 매일 보내오는 100GB(기가바이트)의 데이터를 분류하는 AI 알고리즘을 개발한 거야. 사람이 분류해 놓은 데이터로 AI를 훈련해서 수억 개에 달하는 은하를 분류하는 데에 활용했다고 해. 방대한 천문 데이터를 분류하는 작업에 AI를 활용하고 있는 거지.

• 실제로 AI를 활용해 데이터를 분석하는 시간을 단축한 사례도 있어. 외계행성을 찾아내는 AI, 엑소 마이너(ExoMiner)야. 행성은 별과 달리 빛을 내지 않아서 발견하기 어렵대. 그래서 외계행성을 찾기 위해 예전에는 별과 행성이 겹쳐서 별의 밝기에 변화가 생길 때를 포착하고, 천문학자들이 이를 면밀하게 분석했어. 이런 노력으로 5천 개가 넘는 외계행성을 찾았지만 새로운 데이터가 쌓이는 속도에 비해 시간이 오래 걸리는 게 문제라면 문제였지. 엑소 마이너는 별의 밝기에 변화가 생기는 이유가 행성 때문인지 아닌지를 빠르게 판단할 수 있대. 성능 테스트에서 370개의 외계행성을 식별했고 그 결과가 매우 정확했다는 걸 보면 알 수 있어. 엑소 마이너의 개발자 하메드 발리자데간은 앞으로 행성 관측 분야에서 AI를 활용해서 더 많은 외계행성, 나아가 생명체가 살 수 있는 행성도 발견할 수 있을 거로 생각한대.

• 이처럼 우주 관측의 효율성을 높이는 AI는 지구 바깥에도 있어. 바로 화성에서 원시 미생물의 흔적을 찾고 있는 탐사로봇 퍼서비어런스(Perseverance)야. 퍼서비어런스에는 아이기스(AEGIS)라는 AI 자율 탐사 시스템이 탑재돼 있어. 탐사 목표물을 지정하기 위해서는 지구와 교신을 해야 하는데, 보통 지구에서 탐사 목표물을 정하면 화성에서 탐사를 시작하기까지 하루가 넘게 걸린대. 아이기스는 카메라로 촬영한 이미지에서 대상의 크기와 밝기, 다른 여러 특징을 분석해서 탐사 목표물을 스스로 정한다고 해. 이 과정을 지구가 아니라 화성에서 하기 때문에 빠른 탐사를 도울 수 있대. 이렇게 화성을 탐사하거나 외계행성을 찾는 연구는 우주의 비밀을 푸는 열쇠가 될 거야. 이 과정에서 AI의 도움을 받으면 더 빠르고 효율적으로 연구를 진행할 수 있겠지?

우주에서 지구를 지키는 지구 관측 AI

• 그런가 하면 지구를 관측하는 AI도 있어. 지구를 더 잘 이해하고 인간 활동의 영향을 파악하기 위해서는 지구 관측이 필요해. 인간 활동에 따른 결과를 지구 바깥에서 파악하고 체계적으로 대응하는 거야. 세계경제포럼 역시 지구 관측으로 매년 2기가 톤의 온실가스를 감축하는 데에 기여할 수 있다고 예측하는 만큼, 지구 관측 인공위성의 역할은 점점 중요해지고 있어. 실제로 지구 관측 인공위성은 2013년 200개에서 10년 새에 1,200개로 늘어났대. 이에 따라 인공위성이 수집하는 지구 관측 데이터의 종류와 양 역시 많이 늘어났어. 이럴 때 데이터를 수집하는 단계에서 양질의 데이터만 선별할 수 있다면 좋겠지?

• 유럽우주국이 운용하고 있는 파이샛 2(Φsat-2)가 좋은 예시야. 파이샛 2는 유럽우주국이 지구를 관측하려고 발사한 초소형 위성(큐브샛)인데, AI 앱을 장착하고 있어. 이 덕분에 AI가 위성이 수집한 데이터 중 의미 있는 정보만 골라서 지구로 전송할 수 있다고 해. 데이터 수집 과정에서 AI를 활용해 데이터 전송 효율성을 높이는 거지. 이러면 해양 기름 유출, 산불 등 위급한 상황을 정확하게 탐지하고 신속하게 대응할 수 있어.

• 인공위성에 AI를 탑재하면 좋은 점이 또 하나 있어. 인공위성을 새로이 우주에 올려보내지 않고 기존에 사용하는 AI를 업그레이드할 수도 있다는 거야. 실제로 파이샛 2는 기존에 설치된 4개의 AI 앱 말고 공모전을 통해 선정한 2개의 AI 앱을 추가로 설치하는 방식으로 운영할 거래. 인공위성을 만들고 쏘아 올리기 위해서 드는 자원을 절약할 수 있지.

• 우주에서 AI를 작동시키기 위해서는 극한의 우주 환경을 견디는 AI 프로세서가 필요해. AI를 구동하는 반도체는 섬세하기로 유명하잖아. 근데 우주는 엄청 춥고 또 기계 작동에 영향을 주는 방사선과 태양열이 넘실대고 있어. 이런 환경에서도 끄떡하지 않고 작동하는 AI 프로세서를 우리나라 스타트업이 만들어냈어. '텔레픽스'의 위성용 AI 프로세서 '테트로플렉스'는 우주 환경에서 수집한 데이터를 안정적으로 처리하고 위성의 자세를 제어하는 알고리즘 수행에 성공했다고 해. 세계 최초로 위성 빅데이터 AI 모델이 실시간으로 고속 병렬처리 실증을 성공한 거라 더욱 뜻깊은 성과야.

• 한컴 역시 지구 관측 인공위성을 운용하고 있어. 한컴인스페이스는 국내에서는 처음으로 지구 관측용 민간위성인 세종 1호를 우주에 띄웠어. 인공위성은 지구 주위를 엄청난 속도로 돌기 때문에 인공위성이 찍은 지구 사진에는 왜곡이 생길 수밖에 없대. 한컴인스페이스는 AI를 이용해 이런 사진을 보정하고 농업, 산림자원 보호, 재난 관리 등에 활용하고 있어. 한컴의 AI가 우주에도 진출해 있는 거지. 올해에는 세종 2·3호를 발사할 거라고 해 . 32개의 파장을 분석하는 '하이퍼 스펙트럼' 영상을 수집한다고 하는데, 이런 움직임이 우리 삶에 어떤 변화를 불러올지 기대돼! 우주의 비밀을 풀고 지구를 지키는 AI, 앞으로 많이 응원해 줘!

반짝이는 별이 떠 있는 밤하늘은 계속해서 보고 싶지만, 만약 잠이 안 와서 밤을 새우는 거라면 무척 힘들거야. 상쾌한 하루의 시작은 전날 밤의 숙면에서 시작되는 만큼 잠을 잘 자는 건 무척 중요해. 오늘은 꿀잠을 도와주는 AI 애플리케이션을 소개할게.

| 나만을 위한 숙면 음파 나이틀리

잠을 잘 자기 위해서는 적절한 수면 환경도 중요하지만 뇌파가 안정되어야 한대. 자는 동안 뇌가 휴식을 취하는 상태가 되어야 한다는 뜻이지. 나이틀리는 AI를 활용해 개인의 수면 습관에 맞춘 모노럴비트를 조정한다고 해. 모노럴비트는 나이틀리가 개발한 수면 유도용 음파인데, 외부에서 안정적인 뇌파와 비슷한 소리를 내서 뇌를 수면 상태로 동기화하는 원리래. 또 잠에 드는 것뿐 아니라 미리 설정한 시간에 깰 수 있게 하는 알파파를 발생시켜서 개운하게 일어나는 걸 돕는다고 해. 나이틀리는 이전 수면 기록을 바탕으로 매일 맞춤형 모노럴비트를 생성한다고 하니 꿀잠을 위해서는 꾸준히 나이틀리를 사용하는 게 좋겠어!

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| 매트리스가 해주는 수면 분석 벤자민 AI

벤자민 AI는 수면 분석을 넘어서 수면을 컨트롤할 수 있도록 도와줘. 특이한 점은 유료 서비스 구독과 함께 매트리스를 제공한다는 점이야. 벤자민 AI는 앱과 매트리스를 연동해서 병원에서 하는 수면 검사만큼 정확한 수면 데이터를 제공한대. 잠을 잘 자는지 측정해 줄 뿐만 아니라 딥슬립, 퀵슬립, 라이징 컨트롤 등 사용자가 원하는 수면 타입을 설정하고, 제어할 수 있다고 해. 수면 분석을 위해서 매트리스까지 만든 벤자민 AI는 쇼룸을 방문해 직접 체험해 볼 수 있다고 하니 궁금한 사람들은 이번 주말에 방문해 보는 것도 좋을 것 같아!

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