인공위성 데이터의 무궁무진한 가능성을 판다
우주와 인공위성 산업은 이제 한국서도 본격적으로 활성화되고 있다. 매우 희귀한 데이터로 분류되는 인공위성 촬영 영상을 활용해 다양한 분야에서 활용하려는 민간 기업이 속속 등장하고 있다. 그중 국내 인공위성 데이터 분석 산업을 선도하는 에스아이에이(SIA)는 방대한 양의 위성 데이터를 기반으로 활발하게 사업을 확장하고 있다. 전태균 SIA 대표이사는 최근 본지와 인터뷰에서 “창업 후 6년째 국내의 주요 정부기관을 대상으로 다양한 솔루션과 플랫폼을 제공하고 있다”며 “국방, 안보 시장 중심으로 국내와 다수 국가에 진출하려 다각적인 방향을 모색하고 있다”고 밝혔다. SIA는 국내 대표 인공위성제조기업인 세트렉아이의 자회사로 2018년 설립됐다. 인공지능 분야 박사학위를 취득한 전태균 대표는 세트렉아이 연구원으로 재직 중 여러 데이터 중 독보적인 데이터를 찾다가 우주, 위성 데이터에 관심을 갖게 돼 SIA를 창업하게 됐다고 한다. 현재 지구 상공에서 운영되는 국가 및 민간 소유 인공위성은 국방, 기상 등에서 쓰이고 있고, 그 수는 헤아리기 힘들 정도로 많다. 고해상도 카메라를 탑재한 인공위성이 급증하고, 다수의 초소형 위성이 군집 운영되고 있다. 이에 위성 촬영 영상의 양과 하루에 처리하는 데이터의 양도 증가하고 있다. 촬영된 영상 속 표적을 AI로 식별, 판독하는 게 가능해졌다. 전태균 대표는 “인공위성 촬영 영상은 국가 간 분쟁과 분열에 쓰이기도 하지만, 전지구적으로 하나로 뭉쳐서 해결해야 하는 기상이변, 재난재해 등의 문제에서도 중요하게 쓰인다”며 “SIA도 사업 초기 국방안보에 집중했는제 이제 전지구적 문제에 더 집중해서 사업을 확장하는 단계”라고 설명했다. 인공위성의 촬영 대상물은 지구다. 시간의 흐름에 따라 촬영 대상인 지구는 계속 바뀌고, 카메라는 오로지 한 순간만 촬영할 수 있다. 과거로 되돌아가 촬영할 수 없다는 특징을 갖는다. 순간순간 촬영한 사진을 이어붙여서 영상으로 만들게 된다. 우주에서 촬영된 사진은 가로 2만5천, 세로 2만5천의 초고해상도로, 여러 장의 사진을 영상으로 만들면 그 파일의 크기가 매우 크다. SIA는 위성 촬영 영상을 저장, 처리, 유통하고, 데이터를 분석하는 플랫폼과 솔루션을 보유했다. 전 대표에 의하면, 우주 산업은 크게 세 영역으로 나뉜다. 위성 사진의 촬영 목적에 따라 카메라를 설계해 인공위성을 제작하는 제조 분야, 만들어진 인공위성을 우주로 보내는 발사 분야, 궤도 위성으로 사진을 찍어 촬영본을 분석해 의사결정에 활용하도록 지원하는 분석 분야다. SIA는 분석 분야에서 활약하고 있다. 전 대표는 “위성 데이터를 활용하고자 하는 사용자는 두가지 중 하나를 선택할 수 있는데, 인공위성 데이터를 직접 구매하거나 자체 인공위성을 쏘아올리는 것”이라며 “위성은 안타깝게도 지구 위에서 실시간으로 멈춰서 찍을 수 없고 빠르게 회전하기 때문에 한번 지나가면 다음번까지 기다려야 한다”고 말했다. 그는 “그래서 사용자는 인공위성 자체를 궤도 상에서 공유하며, 하나가 지나가면서 사진을 찍고, 다음 위성이 또 같은 자리를 찍는 식인데, 내 머리 위에 위성 몇대가 지나갈지 감안해서 그 위성을 가진 소유자에게 사진 촬영을 요청하는 공급계약을 맺는다”며 "SIA는 한국 정부 소유 위성으로 부족하므로 해외 민간기업 소유 위성의 파트너십을 맺어서 300개 정도의 위성을 쓰고 있고, 국가 예산으로 만들 수 있는 위성보다 공유받는 역량이 훨씬 더 커서 데이터를 더 많이 빨리 처리하고 국가목적에 맞게 대응하는 장점을 갖고 있다”고 강조했다. SIA는 지구를 촬영한 사진 속 표적물을 빠르게 식별하는 기술을 보유했다. 통상 촬영 해상도의 경우 약 120km에 해당하는 면적을 사람이 일일이 분석할 수 없으므로 AI로 분석한다. 또한 표적 식별 외에도 미래를 예측할 수도 있다. 전 대표는 “건물이 토지대장 대비 비정상 건물인지, 차량이 일상적인 차량인지 특수차량인지 등을 분석하는 게 SIA의 업무”라며 “식별, 분석, 예측 등으로 업무를 나누고 미래에 여길 찍어야 할 지,. 혹은 다음주 여기를 찍어서 통상 활동이 일어날 것으로 예상되는가도 본다”고 말했다. 그는 “지구를 관측해서 더 많은 영역을 보고, 의사판단을 하고 결정하게끔 하는게 우리의 역할”이라며 “국가 모니터링뿐 아니라 이제 민간이나 기업 의사결정에서도 글로벌 전체의 상황을 보고 의사결정하는 게 많아졌다”고 덧붙였다. 인공위성 영상은 단순한 모니터링 외에도 다양하게 활용될 수 있다. 일례로 2년전 우크라이나와 러시아 간 전쟁이 발발했을 때 전세계는 우크라이나 곡창지대의 농산물 생산에 차질을 빚을 것으로 우려해 곡물 선물 가격이 급등했었다. 이에 NASA와 민간 기업이 겨울 전쟁 후 우크라이나 곡창지대를 분석했다. 그 결과 파종이 정상적으로 이뤄졌고, 수개월 뒤에도 농작물이 잘 자라고 있으며, 유통과 저장 시설도 안전하다다는 것을 밝혀내 글로벌 공급망이나 곡물생산에 영향없을 것이란 선물시장 보고서를 냈다. SIA도 특정 지역을 주기적으로 모니터링하면서 이상징후와 변화상을 알아내고 있다. 이 회사의 위성 영상 분석 모델인 SIA AI 팩은 방대한 면적의 촬영 이미지에 대한 해상도를 개선하는 초해상화 기술, 주요 지형지물 표적을 탐지하는 객체 검출 기술, 이상 상황을 탐지하는 변화 탐지 기술 등을 보유했다. 초해상화 기술인 SIA 슈퍼X는 광학 위성 영상의 가시성과 선명도를 향상시켜 이미지의 정확한 해석에 도움을 준다. 기상 위성 영상과 딥러닝 분석을 활용해 기상기후와 재난재해 시작점을 예측하는 것도 가능하다. 지금은 온실가스를 정확히 측정하는 AI 모델을 개발중이다. SIA의 관계사인 세트렉아이는 전세계 3대 위성용 카메라 제조기업으로 꼽힐 정도의 초고해상도 카메라 제조 역량을 보유했다. 분단국가란 특수성 덕에 한국은 특정 지역을 지속적으로 모니터링하는 경험과 데이터를 축적하게 됐고, 시간 흐름 상의 데이터를 축적해 활용하는 기술을 제공하는 에스아이에이의 역량도 높을 수밖에 없다. 전 대표는 “기술적인 강점은 기본적으로 갖고 있고, 데이터 구성에 대한 노하우도 보유했다”며 “유사 기업이 국내외에 많지만, 이 장벽은 쉽게 따라오지 못할 것이라고 생각한다”고 자신했다. SIA의 AI는 얼마나 경쟁력을 갖고 있을까. 전 대표에 의하면, 사진 한장을 판독가가 해석하는데 30~40분 정도 걸리지만, AI로 하면 수초 안에 식별을 찾아낼 수 있다. 전 대표는 “식별한 정보를 이미 저장 분석한 데이터와 결합해 명확한 수치정보를 곧바로 제공할 수 있다”며 “해당 지역의 대상물이 통상 몇대 발견되고, 이번엔 갑자기 절반으로 줄었다거나 혹은 두배 늘었다 같은 명확한 수치정보를 바로 제공 할 수 있으며, 직관적으로 보기에 지역이 지난주 몇대 았었나 사람이 알기 어려우니 바로 보고 영상 분석결과 보고서를 만들기까지 3~5분이면 만든다”고 밝혔다, 그는 “원래 하던 워크플로에서 AI를 넣으면 업무 생산량이 10배 늘어난다”며 “IT 디바이스의 급증처럼 위성도 폭발적으로 증가하는 시기를 겪고 있어서 봐야 할 영상이 수십 수백배로 증가했고 데이터 증가량에 따른 생산성 증가를 위해서라도 AI 적용은 필수”라고 덧붙였다. SIA는 클라우드 컴퓨팅을 적극 활용한다. 지난 AWS코리아의 퍼블릭섹터데이 행사에 전태균 대표가 패널토의에 참석해 클라우드 활용 경험을 공유하기도 했다. 일단 위성 데이터를 제공하는 곳이 클라우드를 쓰고 있다. 데이터 공급자가 방대한 데이터를 일일이 다운로드해 저장하는 자체 인프라를 구축하지 않고 클라우드로 유통한다. SIA는 AI 모델을 클라우드 상에서 개발해 운영하면서, 클라우드에 저장된 위성 데이터를 학습하게 한다. 전 대표는 “모델과 데이터를 올려서 쓰고, 완성되면 공급하는 앱도 클라우드에 같이 있어야 하는 삼박자가 맞아서 클라우드를 선택하고 있다”고 말했다. 그는 “5년전 고생한 경험이 있는데, AI 시스템을 고객사에서 시연해야 해서 블랙박스 같은 랩톱을 특수제작해 비행기에 싣고 가 시연했었다”며 “말도 못할 고생과 현지 네트워크 설정 때문에 고생을 몇번 하다가 도저히 못할 일이라 여겼고, 클라우드 기업의 도움을 받아서 북미, 싱가포르, 중동 등의 리전에서 모델을 운영하며 다양한 지역에서 바로 쓰게 준비해놓게 했다”고 덧붙였다. 현재 AWS 서비스로 아마존 EC2를 기본 활용하고, 모기업인 세트렉아이는 클라우드 기반 지상국 서비스인 AWS 그라운드 스테이션을 활용한다. 전 대표는 “특히 AWS의 기술적 지원 외에도 마켓플레이스가 많은 역할을 하고 있다”며 “솔루션 기업의 경우 많은 국가에서 요청왔을 때 그 국가에 대한 보안체계, 법률적 문제, 시장진입 관련 다양한 부분에서 넘어야 할 장벽이 많은데. 마켓픟레이스에 우리 솔루션 올리게 되면 다양한 국가 사용자에게 전달하기 위한 확장이 용이하기에 이를 협의하고 있다”고 햇다. SIA의 최근 확장 분야는 기후 변화 부분이다. 전 대표는 “한국의 슈퍼컴퓨터를 이용한 기상예측은 수치예보모델 기반인데, 움직이는 바람 같이 다양한 외적 요인을 수식화해서 조율하면서 비를 예측한다”며 “그 전체를 인공지능으로 통째로 바꿔서, 수식을 자동으로 만드는 알고리즘 만들었고, 지구 전체 데이터를 봐야 하는 문제를 해결하기 위해 유럽 정지궤도, 아시아, 미국 정지궤도 등으로 삼등분해서 다 연결하는 데이터화를 진행했다”고 말했다. 그는 “인공지능으로 구름이 어디로 이동하고, 그게 얼마나 비를 담고 있고, 언제 비를 내릴지 예측하는 걸 새로 만들었다”며 “일기예보에서 중요한 레이더 정보는 지상에서 레이터 시스템으로 공기중 수분을 측정해야 하는데, 전세계적으로 국가의 자본 역량 차이 때문에 데이터 균질성이 떨어지므로 일반 구름 사진에서 레이더 데이터로 바꾸는 생성형 AI 모델을 만들어서 데이터 부족 국가에서도 하드웨어 없이 데이터를 만들 수 있는 기술을 연구했다”고 설명했다. 그는 한국 외 국가의 건물을 잘 탐지하기 위해 국가지역 별 건물 양상을 총체적으로 인식할 수 있는 일반인공지능 모델도 개발하고 있다고 밝혔다. 그는 위성영상을 잘 이해하는 AI 역량과 그 외 위성영상 혹은 다른 일반 정보를 잘 이해하고 설명할 수 있는 대화형 언어모델은 많이 시도되지만, 이같은 시도는 없다”며 “이 기술을 내부적으로 고도화 작업을 진행중으로 앞으로 우리 회사를 독보적으로 치고 나가게 하는 성장동력이 될 거라고 생각한다”고 강조했다. 그는 마지막으로 인공위성 시스템을 만드는 것 자체에 매몰되지 말아야 한다고 했다. 그는 “많은 공공기관에서 시스템 만드는 것에 집중하고 있는데, 어떻게 시스템을 만들든 그를 잘 활용해서 어떤 국가적 이득을 올릴 수 있는가에 집중하면 좋겠다”며 “시스템이 파편화되고, 기관내에 독립적으로 존재하는 시스템이 많아져 기관마다 제품을 따로 만들어서 공급해야 하는 어려움이 있다”고 말했다. 그는 “가장 신뢰하고 먼저쓸 수 있는 준비돼 있는 클라우드를 기반으로 전체를 통째로 바꾸는 건 어렵더라도 새롭게 시작하는 비즈니스의 경우에 선제적으로 클라우드 도입해보고 효과성 나오면 공공전체로 확대하는 국가적 고민도 필요한 것 같다”고 조언했다.
