구글 딥마인드, 90분 뒤 강수 예측 AI 개발

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구글 딥마인드는 29일 영국 기상청, 엑서터대 등과 함께 90분 뒤 강수 확률을 예측하는 AI를 개발했다고 밝혔다. 이 AI로 예측한 기상 상황(오른쪽 위)은 실제 기상 현상(왼쪽 위)과 매우 유사했으며 다른 모델로 예측한 것(아래)보다 정확도와 유용성 측면에서 더 뛰어난 모습을 보였다. 구글딥마인드 제공

바둑 AI 알파고 개발업체로 유명한 구글 딥마인드가 영국 과학자들과 함께 당장 한두 시간 뒤 비가 올지 예측하는 인공지능(AI)을 개발했다. 기존 일기예보 모델은 복잡한 방정식을 이용해 주로 6시간~2주 뒤 기상을 예측하지만 이번에 개발한 AI는 단기간에 일어날 날씨를 훨씬 정확하게 맞힌다.

구글 딥마인드는 29일 블로그를 통해 영국 기상청, 영국 엑서터대 등과 함께 공동 연구로 90분 이후 강수 확률을 예측하는 AI를 개발했다고 밝혔다. 이 연구결과는 지난 달 29일 국제학술지 '네이처'에 발표됐다.

현재 가장 널리 사용되는 기상 예측 시스템은 수치예보(NWP) 방식으로, 복잡한 수학 방정식을 사용한다. 대기 중 유체의 움직임을 기반으로 기온, 강우 등의 날씨 가능성을 추정한다. 1950년대부터 사용되기 시작해 발전을 거듭한 결과, 다음날 기온 예보의 92%가 2℃ 오차 범위로 정확하고, 다음날 풍속 예보의 91%는 5노트 이내의 오차를 보인다. 다만 그 정확도가 앞으로 6시간~약 2주의 범위를 벗어나면 저조해진다는 단점이 있다.

연구팀은 단시간에 발생하는 폭풍과 홍수의 강도가 증가함에 따라 단기 강우 예측을 필요하다고 판단했다. AI가 2016~2018년 촬영한 영국의 레이더 데이터를 학습하도록 한 뒤 2019년부터 예보 실험을 시작했다. 학습 방법은 생성모델링(generative modelling) 방식이다. 데이터들의 분포를 분석하고 그 분포와 유사한 새로운 데이터를 생성해내는 원리다.

그 결과 20분 전의 레이더 데이터를 분석해 90분 뒤 강수 확률을 상당히 높은 정확도로 예측했다. 연구팀은 영국 기상전문가 50명에게 같은 기상 상황을 연구팀이 개발한 AI와 현재 널리 사용되는 수치예보 모델로 예측한 결과를 제시했더니 10명 중 9명꼴로 기존 방법보다 AI를 선호했다. 전문가들은 연구팀이 개발한 AI의 정확성과 유용성에 높은 점수를 준 것으로 알려졌다.

샤키르 모하메드 딥마인드 수석연구원은 “아직 개발 초기 단계이지만 이번 실험 결과로 AI가 단기 강수 예측을 빠르고 정확하게 할 수 있음을 확인했다"며 "최근 기후변화로 기상 이변이 잦아졌는데 AI가 향후 인명과 재산 피해를 줄이는 데 필수적인 도구가 될 것"이라고 말했다.