AI와 머신러닝으로 탄소배출 줄인다… 구글의 '지속가능한' 비행기

세계 최대·최고의 크리에이티비티 페스티벌 칸 라이언즈(The Cannes Lions International Festival of Creativity)는 2018년부터 지속가능발전목표 라이언즈(Sustainable Development Goals Lions)를 신설하고 인류·지구·빈곤 등의 문제 해결을 위한 UN(국제연합)의 2030 아젠다에 기여하는 크리에이티비티에 라이언즈 트로피를 수여하고 있다.

칸 라이언즈 코리아는 2024년 칸 라이언즈 수상작품 중 기후 문제를 다룬 크리에이티비티를 소개하고자 한다.

세번째 수상작품은 '콘트레일: 구글 AI와 함께 더욱 지속가능한 비행 만들기' 캠페인이다.

구글은 AI기반 기술을 활용해 대규모 데이터 처리와 인공지능 알고리즘을 통해 비행기에서 발생하는 비행운(contrail)을 만들어내는 지역을 미리 탐지하고 각 항공사가 비행운을 피할 수 있는 항로를 제안하는 시스템을 개발했다.

항공산업은 운송 인프라에 있어서 탈탄소화가 가장 어려운 분야 중 하나다. 출품자료에 따르면 항공은 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 2.5%를 차지하며 지구온난화를 만드는 요인으로는 3.5%의 영향을 끼치고 있다.

비행운은 비행기가 하늘을 날 때 생기는 가늘고 긴 꼬리 모양의 구름을 말한다. 세계기상기구(IPCC)가 공개한 보고서에선 비행운을 항공기의 지구온난화 책임 중 약 35%를 차지하는 주된 요인으로 보고 있다.

구글이 발표한 인터뷰에 따르면 비행운은 비행기가 얼음 과포화 지역을 통과할 때 비행기 엔진에서 나오는 배기가스의 뜨거운 수증기와 매연 입자가 찬 공기와 만나면서 얼어붙어 만들어지는 현상이다. 대부분의 비행운은 빠르게 사라지지만 특히 늦은 오후나 저녁시간대에 생긴 비행운은 지구의 대기에 열을 가두는 역할을 한다. 지구를 더 뜨겁게 만드는 것이다.

연료 없이 비행할 수는 없다. 그러나 비행운을 만들지 않고 하늘을 날 수 있다면 어떨까.

구글의 기후 및 에너지 팀에서 제안하는 방법은 '습한 지역을 피해서 비행하라'는 것이다. 이들은 AI와 머신러닝을 통해 인류가 기후변화에 대처하는 방법을 연구하고있다.

구글에 따르면 습도가 매우 높은 지역에서 비행 고도를 변경하는 것으로 비행운 문제를 해결할 수 있다. 그러나 비행 항로에 맞춰서 습도를 예측하기 위해선 방대한 자료의 날씨 데이터베이스, 비행 데이터베이스, 위성 데이터베이스들을 하나로 합쳐서 값을 찾아내야 한다. 엄청난 양의 데이터 베이스를 하나로 모으는 작업과 수많은 머신러닝을 통해 다양한 기상 조건에서의 정확한 비행운의 윤곽을 추적하는 학습기간을 가졌다.

구글이 개발한 비행운 예측자료는 아메리칸 에어라인(American Airlines)과 협력해 실제 파일럿들에게 제공됐고 비행 중 난기류를 피하기 위한 고도 변경과 같은 방법으로 실행할 수 있음을 검증하는데 성공했다.

이는 항공산업에서 온실가스 배출을 줄인 최초의 성공 사례다. 출품자료에 따르면 실제 비행실험에서 비행운 형성이 54% 감소했다.

수상작과 관련한 자세한 내용은 칸 라이언즈 아카이브 더워크에서 확인 할 수 있다. 2025 칸 라이언즈는 오는 2025년 6월 16일부터 20일까지 프랑스 칸에서 열린다.