IBM hopes it will be used to protect freshwater sources worldwide.Researchers at IBM have tapped the “Internet of Things” to try and solve some of the crises facing the world’s freshwater supplies.

Using a series of sensors, including underwater sonar, Big Blue scientists working on the Jefferson Project have been able to map Lake George’s water circulation, road salt and water runoff from nearby mountains, and even create a weather model. Data from the lake, in upstate New York, is vital to understanding the local ecosystem, and the team hopes the lessons learned from the project will be used to protect freshwater sources worldwide.

“The world’s important bodies of fresh water such as Lake George are precious to people, essential to life and drive the economy, but they’re under siege from a growing list of threats,” said Harry Kolar, IBM distinguished engineer and associate director of the Jefferson Project, in a statement. “The key to protecting this precious natural resource lies in the data, and the stage is now set to discover a deluge of insights about the delicate ecology of the lake and the factors that threaten it.”

Work at the lake started 35 years ago, with scientists manually gathering data, until the Jefferson Project automated a lot of this work in October 2013. The project is expected to finish in October next year, after which the team will have a tech blueprint they can apply to other parts of the world. With the recent droughts in California and floods in Texas, the team is keen to stress the impact freshwater can have on local lives.

“The Jefferson Project provides the unique opportunity for biologists and environmental scientists to work closely with engineers, physicists, computer scientists and meteorologists to understand large lakes at a level of detail and intensity that is simply unprecedented,” said Rick Relyea, director of the Jefferson Project at Lake George, in a statement. “Together, we will make tremendous inroads into understanding how lakes naturally behave and how human activities alter biodiversity, the functioning of freshwater ecosystems, and overall water quality.”

The data collection uses a variety of connected platforms, including an IBM Blue Gene/Q supercomputer, and multiple sensors around the lake connected through Internet of Things (IoT) technologies. So far, the team has made a series of breakthroughs. The weather model can now predict precipitation within a half mile, and the team can pinpoint the areas where salting the roads is having the biggest impact on the freshwater supplies.

Previous work done in 2012 at Galway Bay in Ireland used some of the same technology from the Jefferson Project to protect the local marine life. Nearby wave energy conversion machines caused giant vibrations, and the team wanted to know what impact they were having. Underwater microphones, on a buoy about a mile from the shore, captured noise and helped researchers work out how nearby dolphins were affected by the bay’s sound.

Turning IBM into a leader in IoT technologies, data analysis and cognitive computing are among CEO Ginni Rometty’s top priorities as the company’s traditional hardware markets decline with the ongoing move of business and research computing to the cloud.

사물인터넷으로 미국 뉴욕주 조지 호수의 생태계와 위협 요인에 관한 데이터 수집…전 세계 담수원 보호에 활용될 수 있어IBM 연구팀이 사물인터넷을 이용해 세계가 직면한 일부 물부족 사태의 해결에 나섰다.

IBM은 미국 뉴욕주 북부에 있는 조지 호수에서 제퍼슨 프로젝트를 진행해 왔다. 연구팀은 최근 호수의 물 순환, 제설용 소금, 인근 산에서 흘러내리는 물의 지도를 작성하는 데 성공하고 나아가 기후모델까지 수립했다. 수중 음파탐지기를 포함한 일련의 센서를 이용하는 방식이다. 여기서 수집한 데이터는 지역 생태계를 이해하는 열쇠 역할을 한다. 연구팀은 나아가 그 프로젝트에서 얻은 교훈이 전 세계 담수원 보호에 활용되기를 희망한다.

“조지 호수 같은 세계의 중요한 담수 구역은 사람들에게 소중하고 생명에 필수적이며 경제 성장을 이끈다. 하지만 그것을 포위하고 위협하는 요인이 갈수록 많아진다”고 IBM의 선임 엔지니어이자 제퍼슨 프로젝트 부소장인 해리 콜라는 진단했다. “이 같은 귀중한 천연자원을 보호하는 열쇠는 데이터에 있다. 호수의 예민한 생태계와 그것을 위협하는 요인을 분석할 수 있는 실험대가 이제 마련됐다.”

조지 호수 조사 작업은 35년 전에 시작됐다. 과학자들이 직접 발로 뛰며 데이터를 수집했다. 2013년 10월 제퍼슨 프로젝트가 시작되면서 이 같은 조사 중 다수가 자동화됐다. 프로젝트는 내년 10월 종료될 것으로 예상된다. 그 뒤 연구팀은 세계의 다른 지역에 적용할 수 있는 기술 청사진을 마련한다. 최근 캘리포니아주는 가뭄에 헐떡이고 텍사스주는 홍수에 시달렸다. 조사팀은 담수가 지역 생활에 큰 영향을 미칠 수 있다고 강조한다.

이 프로젝트를 맡은 릭 릴라이아 소장은 “제퍼슨 프로젝트는 생물학자와 환경학자에게 보기 드문 기회를 제공한다”며 “공학자·물리학자·컴퓨터학자·기상학자와 긴밀히 협력해 거대 호수를 전례 없이 깊고 자세하게 파악하는 기회”라고 설명했다. “우리는 공동연구를 통해 호수가 자연 상태에서 어떤 움직임을 보이고, 인간의 행동이 생물다양성, 담수 생태계의 기능, 전반적인 수질에 어떤 변화를 가져오는지 이해하는 데 커다란 진전을 이룰 것이다.”

이 같은 데이터를 수집하기 위해 다양한 네트워크 연결 플랫폼이 동원된다. 예컨대 IBM 블루진/Q 슈퍼 컴퓨터, 호수 주위에 사물인터넷 기술을 통해 연결된 다수의 센서 등이다. 연구팀은 지금까지 잇따라 혁신적 성과를 올렸다. 기후모델은 현재 0.8㎞ 범위 내의 강수량을 예측할 수 있다. 도로에 제설용으로 살포하는 소금이 담수 공급에 가장 큰 영향을 미치는 지역을 정확히 집어낼 수도 있다.

2012년에도 아일랜드의 골웨이만에서 비슷한 조사가 실시됐다. 현지의 해양생물을 보호하는 데 제퍼슨 프로젝트와 같은 기술을 일부 사용했다. 인근의 파동에너지 변환 기기가 거대한 진동을 일으켰다. 연구팀은 그 영향력을 파악하기 위해 해안으로부터 약 1.6㎞ 거리에 있는 부표에 수중 마이크를 설치했다. 연구팀은 마이크에 잡힌 소음을 분석해 만의 소리가 인근의 돌고래들에게 어떤 영향을 미치는지 연구했다.

업무용·연구용 컴퓨터 작업이 클라우드(네트워크 상의 서버)로 꾸준히 이동하면서 IBM의 전통 하드웨어 시장이 줄어든다. 이같은 환경에서 IBM을 사물인터넷 기술, 데이터 분석, 인지 컴퓨팅의 선두주자로 탈바꿈시키는 것이 지니 로메티 CEO의 최우선 과제 중 하나다.

- 번역 차진우

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