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막대한 피해 막을 수 있을까? AI 지진 예측 도입
2019-06-04 09:55:52
김소연
▲AI는 지진을 예측하고 정확한 지진 데이터를 제시할 수 있다(사진=ⓒ123RF)

[에이아이타임스=김소연 기자] 인공지능(AI)이 최근 지진 예측과 대응 방식의 판도를 바꾸고 있다.

최근에 발생한 지진 중 일부는 지진 재해 지도상에서 상대적으로 안전한 지역으로 분류된 곳을 강타했다. 

여기에는 2008년 중국과 2010년 아이티, 2011년 일본이 포함된다. 지난 1994년 로스앤젤레스를 강타했던 대규모 지진도 마찬가지다. 

당시 지진 재해 지도에는 LA 지진 발생이 나타나지 않았기 때문에 이를 ‘노스리지 오류’라고 부르고 있다.

그러나 이런 예측 오류와 이후 대응이 AI의 도입으로 많은 변화를 보일 것으로 전망된다.

구조 위한 인공지능

최근 지진학자들은 인공지능(AI)의 도입으로 지진학이 보다 개선됐다고 주장하면서 낙관적인 입장을 견지하고 있다. 

AI를 통해 대규모 지진 데이터를 연구하고 지진 행동을 이해 및 예측해 더 신속하고 정확하게 지진에 대해 경고를 할 수 있다는 것이 지진학자들의 주장이다. 

로스알라모스 국립실험실의 폴 존슨 박사도 낙관적인 입장을 견지하고 있는 지진학자 중 한 사람으로서 “지진학을 처음 연구할 당시보다 지진을 예측할 수 있는 여러 가지 기술이 획기적으로 개발됐다”고 말했다.

애매한 단어, P 워드

한편, 이전 예측 실패를 염두에 두고 지진 예측 시 AI 사용에 더 신중한 입장을 내세우는 학자들도 있다. 

이들은 지진을 예측할 때 ‘P 워드’라는 완곡한 표현을 사용하면서 지진 발생이 가능하다는 의미를 내포하려 하지 않는다. 

이러한 부류의 전문가들에게 가장 중요한 목표는 신뢰할 수 있는 예측을 하는 것이다. 

예를 들어, 일부 엔지니어들은 건물을 시공할 때의 근거로써 지진 재해 지도의 지진 가능성 자료를 사용하지만, 신중한 입장을 견지하는 학자들은 해당 데이터가 정확하지 않을 수 있다고 말한다.

대규모 지진 이후 야기되는 강력한 진동의 가능성은 LA 지도에 기록돼 있다. 이 같은 가능성은 단층으로부터의 거리와 단층의 한 지점에서 다른 지점으로 이동하는 속도, 해당 지역의 지진 빈도 등 여러 가지 요인을 고려한 공식을 사용해 계산한 것이다.

지진 간격

미 지질조사국의 지질학자 캐서린 M. 샤러 박사는 1857년부터 샌 안드레아스 단층에 있는 서던 캘리포니아 일부에서 발생한 지진 9건의 날짜를 사용해 8세기 전까지 거슬러 올라가 지진 발생 시점 연구를 진행했다. 

대규모 지진 발생의 평균 간격이 약 135년으로 추산되면서 서던 캘리포니아가 초대형 지진 빅 원의 중심지라는 이론을 제기했다. 

그러나 박사는 “지진 간 발생 간격이 44~305년까지 매우 다양했기 때문에 평균 지진 간격은 정확하지 않다”고 설명했다. 

이이 샤러 박사는 “따라서 차후 빅 원이 발생할 시점은 내일이 될 수도 있으며 혹은 1세기 이후가 될 수도 있다”고 주장했다.

한편 캘리포니아대학 필립 스타크 교수는 지진 확률 시스템 폐지를 주장하고 있다. 

스타크 교수는 “이 시스템이 오해의 소지가 있으며 의미가 없는 것이다”라며 “폐지해야 한다”고 주장했다.

▲대규모 지진 간격을 토대로 서던 캘리포니아가 '빅 원' 발생지라는 주장이 제기되고 있다(사진=ⓒ123RF)

신경망 구축 통한 예측

AI 기반 지진 연구는 신경망에 의존하고 있다. 

신경망이란 두뇌의 신경을 패턴화한 복잡한 수학적 모델로서 자체적으로 업무를 습득할 수 있다.

지진 데이터는 구글과 아마존이 신경망에 언어 명령을 이해할 수 있도록 훈련할 때 사용하는 오디오 데이터와 유사하다. 

과학자들은 지진을 연구할 때 방대한 양의 데이터를 검토하는 대신 컴퓨터가 패턴을 파악할 수 있도록 한다. 

캘리포니아기술연구소의 자카리 로스 박사는 “지각의 움직임 측정 순서를 연구하는 것이다”라고 설명했다. 

로스 박사는 또한 “지진 연구에서 현재 사람 전문가의 역량보다 기술의 기능이 훨씬 뛰어나다”고 덧붙였다.

로스 박사와 연구진들은 지진 발생 시점과 진앙 위치를 감지하고 진동이 확산될 위치를 예측할 수 있는 시스템 설계에 AI를 사용하고 있다.

하버드대학의 지진과학과 브렌던 미드 교수도 “지진 분석 시 신경망을 사용하면서 이전보다 500배 이상 분석 속도가 빨라졌다”고 말했다. 

예를 들어, 며칠이 걸릴 분석이 단 몇 분 만에 실현됐다는 것이다. 

미드 교수는 AI가 새로운 시각을 열었다고 주장했다. 그는 여진 예측에도 신경망을 사용할 수 있는 방법을 입증했다고 덧붙였다.

향후 AI를 통한 지진 예측·대응 시스템이 개선된다면 인류는 인류를 위협하는 또 하나의 위협을 극복할 수 있을 것으로 보인다.