엔비디아와 록히드 마틴, AI로 산불 막을 실리콘밸리 연구소 설립
여러 추산에 따르면, 더 따뜻하고 건조해진 날씨로 인해 발생한 대형 산불이 전 세계 광활한 산림을 집어삼켰으며, 2020년에는 미국 서부에서만 200억 달러의 피해를 냈습니다.
산불을 더 잘 이해하고 확산을 막기 위해 엔비디아와 록히드 마틴은 미국 농무부 산림청 및 콜로라도 산불 예방·통제국(DFPC)과 협력해 인공지능과 디지털 트윈 시뮬레이션을 활용하고 있다고 발표했습니다.
회사들은 산불 예측과 대응을 목표로 하는 세계 최초의 AI 중심 연구소를 구축하고 있다고 밝혔습니다. 연구소는 엔비디아 AI 인프라와 옴니버스 가상 세계 시뮬레이션 및 시각화 플랫폼을 활용해 화재 규모를 파악하고 확산을 예측합니다. 물리적으로 정확한 디지털 트윈에 불을 재현하면, 시스템은 불길을 가장 효과적으로 잡기 위한 조치를 제안할 수 있습니다.
2021년 미국에서 산불이 650만 에이커 이상의 토지를 휩쓸었지만, 문제는 훨씬 더 광범위합니다. 시베리아에서는 훨씬 더 넓은 면적이 불탔고, 지중해 지역과 호주에서도 정말 대규모 산불이 있었습니다.
실리콘밸리 연구소
새 연구소는 실리콘밸리에 자리 잡으며 록히드 마틴의 Cognitive Mission Manager(CMM) 시스템을 포함할 예정입니다. CMM은 AI 기반 종합 계획·조정 플랫폼으로, 실시간 화재 센서 데이터를 식생, 지형, 바람 등 다른 데이터와 결합해 화재 확산을 예측합니다.
CMM은 사고 관리팀에 조치 순서를 권고해 대응 시간을 줄이고 산불 진압과 인도적 지원의 효율을 높입니다. 연구소는 산업계와 사용자가 함께 일하는 개방형 공간이 되어, CMM 설계에 인재와 자원을 집중하고 옴니버스에서 신속히 프로토타입을 개발하는 역할을 합니다.
록히드 마틴은 응용 AI, 플랫폼 통합, 계획 및 감독 분야의 전문 지식과 수십 명의 애플리케이션 엔지니어 및 데이터 전문가를 제공합니다. 엔비디아는 데이터 분석과 시뮬레이션을 담당해 연구소의 개발, 테스트, 배포를 지원합니다.
록히드 마틴은 데이터 처리와 AI 모델 학습을 위해 엔비디아 DGX 시스템을 사용합니다. 화재를 시각화하고 확산 양상을 예측하기 위해 록히드 마틴은 NVIDIA Omniverse Enterprise를 활용합니다.
“록히드 마틴과 엔비디아의 기술 조합은 소방팀이 산불에 더 빠르고 효율적으로 대응하도록 돕고, 소방관과 주민의 위험을 줄일 수 있습니다”
디지털 트윈
NVIDIA Omniverse는 화재 행동 분석가들이 주변 환경의 디지털 트윈에서 예측을 볼 수 있게 합니다. 여러 GPU를 사용하는 확장 가능한 실시간 시뮬레이션 플랫폼을 통해 록히드 마틴은 예측된 화재 움직임을 시각화하고, 지형의 디지털 복제본에서 불길의 흐름 역학을 연구합니다. 이를 통해 팀은 옴니버스를 여러 분야에서 활용할 수 있습니다.
소방 업계는 재난 예측을 위해 주로 로터멜 지표 화재 확산 모델(딕 로터멜, 1972년)에서 파생된 도구에 의존합니다. 록히드 마틴 팀은 이 모델을 만든 팀(미줄라 산림청 화재과학연구소)과 협력해, AI가 높은 속도와 정확도로 화선 예측을 개선할 수 있는지 연구하고 있습니다.
옴니버스를 활용해 록히드 마틴 팀은 실제 데이터로 과거 화재를 재현하고, 로터멜 모델과 CMM 알고리즘이 발화를 어떻게 예측할 수 있을지 보여줌으로써 새로운 AI 모델의 학습, 개발, 평가를 가속할 수 있습니다. 이를 통해 엔지니어들은 과거 화재의 전개를 두 모델의 예측과 동시에 비교할 수 있습니다.
NVIDIA 옴니버스는 또한 구조대, 운영자, 엔지니어가 진압 활동의 효과를 평가할 수 있도록 몰입형 디지털 트윈 환경을 제공합니다.
“옴니버스에는 포토리얼리스틱한 디지털 환경인 가상 세계가 있습니다. 이곳에서 우리는 화재와 지형, 경사, 바람 등 화재에 영향을 미치는 요소를 시각화할 수 있습니다. 가까운 미래에는 옴니버스에서 가상 자산을 움직여 합성 데이터를 생성할 수 있게 될 것입니다. 또한 옴니버스 시뮬레이션은 화재 대응을 연구하기 위한 추가 AI 모델 개발의 기반이 되고 있습니다. 반응을 연구하기 위한”
CMM을 담당하는 록히드 마틴 엔지니어들은 이 기술을 항공기 조종석에 통합해 화재 예측과 진압 조치를 실시간으로 표시하려 하고 있습니다.
산불 진압 기관과의 협력
몬태나주 미줄라에 있는 미국 농무부 산림청 화재 과학 연구소는 산불 연구 분야의 선도적 연구를 수행하며, 화재 분석과 모델링을 돕기 위한 애플리케이션, 데이터, 소프트웨어, 제품을 제공합니다.
연구소는 로터멜 지표 화재 확산 모델을 이용해 산불의 성장과 행동을 예측하는 FARSITE 도구를 개발했습니다. 연구소는 록히드 마틴 팀에 화재 행동에 관한 핵심 지식과 과거 데이터를 제공했습니다.
콜로라도 산불 예방·진압국(DFPC)은 록히드 마틴과 엔비디아가 개발 중인 CMM AI 기술의 파트너이자 최초 사용자 중 하나입니다. DFPC는 전문 지식, 사용자 경험, 피드백을 제공하고, 실시간 데이터 수집과 플랫폼 통합을 지원합니다.
록히드 마틴 팀은 Multi-Mission Aircraft 프로그램 팀에 편입되어 작전에 참여하고, 매핑을 통해 콜로라도 화재 데이터를 직접 수집합니다. Colorado Fire는 또한 NVIDIA Omniverse에서 시뮬레이션 시각화를 위한 과거 화재 데이터를 제공합니다. 이 지속적인 파트너십 덕분에 록히드 마틴 엔지니어들은 항공기에서 실시간으로 관측되는 활성 산불에 대해 CMM으로 데이터를 처리하고 예측을 수행하여 기내 소방 조직을 지원할 수 있습니다.
록히드 마틴과 엔비디아는 CMM을 개발하고 개선하기 위해 물리적 환경과 디지털 트윈 환경 모두에서 협력을 이어갈 예정입니다. 언젠가는 무인 항공기가 발생하는 산불에 신속하게 대응해 진압할 것입니다.
