유네스코 세계유산로 지정된 한국 갯벌 갯지렁이 연구에 도입한 드론과 인공지능

한국 서남 해안의 방대한 갯벌은 다양한 생물이 살아서 유네스코 세계유산으로 지정됐다. 한국해양과학기술원은 특히 갯벌에 중요한 역할을 하는 갯지렁이 연구에 드론과 인공지능을 도입했다. 

 

유네스코 세계유산으로 지정된 한국 갯벌

한국 서남 해안에 2443 제곱 킬로미터에 달하는 방해한 면적의 갯벌이 존재한다. 예를 들면 화성시 제부도 입구 연안과 제부도 주변 섬 사이로 갯벌이 넓게 펼쳐진다. 한국 갯벌은 생물 다양성 면에서 세계에서 5위 안에 들며 일부가 2021년 유네스코 세계유산으로 지정됐다. 

 

 이렇게 세계적으로 가치를 인정받고 있으나 과학자들 입장에서 갯벌은 연구하기 쉽지 않은 곳이다. 넓은 데다 여러 지역에 흩어져 있고 현장 조건도 발이 푹푹 빠지고 겨울에 춥고 여름에 더워 혹독하며 만조 때는 갯벌에서 나와야 한다.

 

 제부도 갯벌은 다른 갯벌보다 발이 훨씬 깊이 빠진다. 발이 이미 빠졌으면 한 발이 빠지기 전에 다른 발을 디디면 된다. 가만히 있을수록 더 깊이 발이 빠진다. 요령이 없으면 성인의 가슴팍까지 빠진다. 

 

 효율적인 갯벌 연구를 위해 한국해양과학기술원 KIOST에서 드론, 항공기, 인공위성 등 첨단과학 수단을 동원해 갯벌 연구를 진행하고 있다. 특히 드론과 인공지능이 연구에 편의를 제공한다.

 

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 갯벌의 종류를 구분하는 큰 기준은 퇴적물의 조성이다. 발이 잘 빠지는 갯벌은 입자가 곱고 부드러운 펄로 이뤄진 펄갯벌이다. 입자가 미세할수록 입자 사이의 틈인 공극에 물기가 많다. 주로 모래로 이뤄진 모래갯벌이나 펄과 모래가 섞인 혼합갯벌은 입자가 굵어 덜 질퍽인다. 

 

 같은 지역의 갯벌이라도 세 가지 유형이 갯벌이 섞여 있다. 물의 흐름에 따라 퇴적물이 쌓이는 곳이 달라지기 때문이다. 조성이 다양하면 갯벌 생물도 더 다채롭게 나타난다. 

 

갯 지렁이 등 갯벌 생물들

조개, 게, 갯지렁이 등의 대형 저서생물부터 이를 잡아먹는 수많은 종류의 철새들과 인간에 이르기까지 수많은 생물이 갯벌을 터전으로 살아간다.

 

 갯벌 생물의 대부분은 파도나 조류로 떠밀려 온 흙에 섞인 유기물질을 섭취하며 살아간다. 이들 중 특히 갯지렁이는 갯벌 흙을 먹어서 죽은 생물이나 배설물 등을 탁월하게 분해한다. 그래서 생태계에 꼭 필요한 존재들이다. 갯지렁이

 

 이들은 다가가면 펄 속에 곧장 숨어버린다. 그래서 연구를 하려면 이들이 파놓은 구멍(서식굴)을 조사해야 한다. 생물 종에 따라 서식굴의 입구와 내부 모양이 달라진다.

 

 바닷물이 빠지는 간조 때에도 서식굴에는 바닷물이 남아 있다. 그래서 저서생물들은 서식굴 안에서 몸의 건조를 막고 포식자의 침입을 피할 수 있다. 

 

갯벌 연구와 드론과 인공지능

서식굴이 아니면 갯벌 생물의 실제 모습을 보기가 쉽지 않다. 크기가 무척 작은 데다 펄에 뒤덮여 있어 주변과 구분이 안되기 때문이다. 게다가 조금이라도 연구원이 다가가면 진동을 느끼고 파로 서식굴로 숨어버린다. 

 

 갯벌 연구방법은 표토 시료 채취법과 서식굴 조사가 있다. 서식굴 조사에 드론이 도입되었다. 연구원들은 갯벌의 표토 시료를 채취해 연구실로 가져와 현미경으로 생물들을 찾는다.

 

 그렇게 표토를 채취하려면 수 킬로미터를 넘게 걸어야 한다. 무게가 수십 kg의 진흙 시료를 채취해 돌아오는 길은 힘들다. 게다가 시료 채취방법은 갯벌 깊이 파고드는 생물을 찾을 수가 없다.

 

 서식굴은 갯벌의 생태를 드러내주는 핵심 데이터여서 굴의 수를 알면 생물이 몇 마리 서식하는지 생물량도 쉽게 알 수 있다. 그러나 서식굴은 엄청나게 많아서 이를 분석할 조사원의 수는 적어서 문제다. 그래서 드론과 인공지능(AI)의 활용이 효율적이다.

 

드론

 고화질 카메라를 장착한 드론은 곧장 갯벌 상공 5미터에 멈춰 천천히 움직이며 차례대로 사진을 찍는다. 갯벌에 난 서식굴을 촬영하는 과정이 이와 같다. 드론이 정해진 갯벌 구역을 카메라로 빠르게 촬영한다.

 

 사진 수만 장이 모이면 해양위성센터 연구자들이 기하학적 왜곡을 보정해 하나로 합쳐 정사 영상으로 만든다. 이후 서식굴의 모습을 학습한 인공지능이 보정된 갯벌 사진을 분석해 서식굴 개수를 단숨에 세고 갯벌 생물을 파악한다. 

 

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맺음말

한국 서남 해안의 방대한 갯벌은 다양한 생물이 살아서 유네스코 세계유산으로 지정됐다. 한국해양과학기술원은 특히 갯벌에 중요한 역할을 하는 갯지렁이 연구에 드론과 인공지능을 도입했다.