해양 플랜트·대형 선박 부수는 '괴물파도'…인공지능이 예측

덴마크 연구진, AI 활용해 괴물파도 발생 패턴을 방정식으로 도출

AI 알고리즘 공공에 공개…"선박의 항로 설계 등 활용 가능"

(사진은 기사 내용과 무관함) / 뉴스1 ⓒ News1

(서울=뉴스1) 윤주영 기자 = 덴마크·캐나다의 연구진이 '괴물파도'를 예측할 수 있는 인공지능(AI) 기반의 수학적 모델을 개발했다고 21일 밝혔다. 파악하기 힘든 괴물파도를 예측해 안전한 해상 운송 및 해양 인프라 보호에 기여할 것으로 기대된다.

미국 해양대기청(NOAA)에 따르면 괴물파도는 주변보다 두배 이상 높은 파도가 급작스럽게 생성되는 이상 현상이다. 수 세기 동안 선원들 사이에서는 '물의 벽' 등 소문으로만 전해졌으나 1995년 최초로 과학적 측정이 이뤄졌다. 2020년 11월 캐나다 밴쿠버 인근에서 마린랩스社가 측정한 약 18m의 괴물파도가 최대 규모로 기록된다.

괴물파도는 대형선박을 전복시키고 해양 플랜트에도 피해를 줄 수 있다. 1995년 측정 당시에는 노르웨이 드라우프너 가스 플랜트에 피해를 줬다. 지난해 12월 남극을 향하던 유람선 '바이킹 폴라리스'호도 괴물 파도에 전복돼 미국 시민 1명이 사망하고 4명이 부상을 입었다.

괴물파도의 원인 중 하나는 선형 중첩이다. 두 개의 파도가 충돌하며 하나의 큰 파도로 합쳐졌다가 다시 원래의 파형으로 분리되는 현상이다.

바다에는 괴물파도를 일으킬 만한 선형중첩이 수시로 발생한다. 무작위로 치는 수많은 파도가 변수로 작용한다.

코펜하겐 대학교 연구진이 개발한 예측 모델은 AI를 이용해 괴물 파도가 만들어질 확률을 계산하는 방식이다. 연구결과는 국제학술지 PNAS에 실렸다.

인공지능 학습에는 미국이 영해에 설치한 158개의 부표가 활용됐다. 이 부표들은 24시간 내내 파도 데이터를 수집하는데 여기서 10억 개를 연구에 활용할 수 있었다.

AI를 통한 분석 결과 연구진은 괴물파도를 예측할 수 있는 확률방정식을 만들어냈다. 이를 수집 데이터에 다시 적용해 보니 날마다 무작위의 장소에서 괴물파도 한 개가 만들어진다는 계산이 나왔다.

연구결과는 공공분야에 공개될 예정이다. 연구의 주요저자인 디온 하프너 코펜하겐대학 연구원은 "AI의 알고리즘을 공개해 기상청 등 공공당국에서 불량파도의 확률 계산 등에 활용할 수 있다"고 설명했다.

해운사는 이를 활용해 안전한 항해 경로를 설계할 수 있다.

한편 지구온난화로 괴물파도의 빈도가 증가할 거란 우려가 나온다. 지구온난화로 인해 해양 상층 바람이 거세지고 결과적으로 파도 세기를 키우고 있어서다.

2019년 UCS 해양과학연구소가 '네이처 커뮤니케이션스'에 게시한 논문에는 파도 세기가 최근 20여 년간 연간 2.3%의 증가율을 기록한 것으로 나타났다.

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