IoT와 임베디드 분석이 벨기에 정원에 미치는 기후 변화 영향을 드러내다

지구 온난화로 심각한 기상 현상(장기 폭염과 가뭄)이 급증하며 열대 우림부터 농경지, 심지어 우리 뒷마당 정원까지 생태계 전반에 파장을 일으키고 있다. Cumul.io의 CEO이자 공동 창업자인 Karel Callens에 따르면 이러한 변화는 우리가 이제 막 이해하기 시작한 방식으로 지역 환경을 재편하고 있다.

헤드라인과 이미지가 전 세계 기후 변화를 기록하지만, 우리 중 소수만이 이 패턴이 우리가 아끼는 녹지 공간, 특히 팬데믹 시기 봉쇄로 가정 정원과의 유대감이 깊어진 시기에 어떻게 영향을 미치는지 파악한다.

2021년 4월 안트베르펜 대학교는 플랑드르 지역의 뒷마당 정원과 공원에 미치는 기후 변화 영향을 정량화하기 위한 획기적인 시민 주도 연구를 시작했다. 6개월간 5,000명의 참가자가 정원에 IoT 센서를 설치하고 데이터를 기록했으며, 임베디드 분석 대시보드를 통해 인사이트를 공유했다.

이 이니셔티브는 CurieuzeNeuzen in de Tuin(영어: Curious Noses in the Garden)이라 불리며, 대학교, 플랑드르 정부, De Standaard, Rabobank.be, Orange, VITO, 플랑드르 환경 협회, Bio-Planet, iFLUX, DPD, Aquafin, Cumul.io의 협력 프로젝트다.

데이터 기반 가드닝

"폭염과 가뭄이 커뮤니티에 미치는 영향을 이해하려면 세밀한 지역 데이터가 필수적"이라고 안트베르펜 대학교 산악 생태학 및 식물 침입 박사후 연구원이자 CurieuzeNeuzen 과학 책임자인 Jonas Lembrechts는 설명한다.

Lembrechts는 이 프로젝트가 "지역 간 차이를 포착해 변화하는 기상 조건이 지역 환경에 미치는 영향을 조사함으로써 지역을 포괄적으로 모니터링하고 예방적 조치를 취할 수 있게 한다"고 덧붙인다. 이를 위해 팀은 평소 모니터링되지 않는 사유 녹지 공간에 접근하기 위해 커뮤니티의 도움을 받았다.

IoT 가든 대거

체코 기업 TOMST의 TMS-4 모델 기반 IoT 센서인 수천 개의 "가든 대거" 배치를 통해 모든 참가자 정원의 토양 온도, 습도, 표면 및 공기 온도, 잔디 상태를 수집했다.

이전 TMS-4 배치가 케이블을 통한 수동 데이터 검색을 필요로 했던 것과 달리, CurieuzeNeuzen 대거는 전용 Orange 4G 협대역 IoT 네트워크에 연결된다. 이 실시간 연결로 과학자들은 수동 판독의 물류 부담 없이 지속적인 데이터 스트림을 수신한다.

배터리 관리도 또 다른 과제였다. 센서는 배터리 수명 보존을 위해 비활성화 상태로 체코에서 출고됐다. 참가자는 활성화 단계별 지침을 받았으며, 실패 시 설치 후 2~3주 뒤 자동 비상 활성화가 예약됐다.

Orange Belgium의 IoT, M2M, 빅데이터, 혁신 책임자 Gert Pauwels에 따르면 4G 협대역 네트워크는 "불필요한 오버헤드를 제거해 환경 및 에너지 전환 우선순위에 부합하는 깨끗하고 에너지 친화적인 데이터 파이프라인을 제공한다."

시민 과학자를 위한 인터랙티브 대시보드

원시 센서 데이터를 실행 가능한 인사이트로 변환하려면 사용자 친화적 인터페이스가 필요했다. 팀은 Cumul.io의 임베디드 분석 플랫폼을 활용했는데, 이는 복잡한 지표를 직관적인 시각화로 변환하는 인터랙티브 대시보드를 신속히 생성할 수 있게 한다.

이제 5,000명의 시민 과학자 모두 피크/최저 토양 온도, 공기 온도, 수분 수준 같은 핵심 통계를 표시하는 개인화된 대시보드에 접근한다. 참가자는 자신의 정원 데이터를 지역 평균과 비교하고 소셜 미디어에서 결과를 공유하며 데이터에 정통한 정원사들의 활기찬 커뮤니티를 형성한다.

기술적 과제도 발생했다: 펌웨어 업데이트는 전용 소프트웨어가 설치된 PC에서만 가능해 원격 관리가 제한됐다. 팀은 이제 OTA(무선) 업데이트와 구성 가능한 측정 설정을 지원하는 펌웨어를 개발 중으로, 향후 배포에 유연성을 더할 예정이다.

예상치 못한 인사이트와 광범위한 영향

초기 가설은 도심 정원이 열섬 효과로 열 스트레스를 가장 많이 받을 것으로 예측했다. 그러나 초기 결과에 따르면 많은 도심 정원(종종 작고 그늘짐)이 맑은 날 더 시원하게 유지돼 열 영향을 완화했다. 이 직관에 반하는 발견은 주민들에게 정원 가꾸기 관행을 조정할 실행 가능한 지식을 제공한다.

프로젝트 성공의 열쇠는 참가자 참여다. 사용자는 플랑드르 인터랙티브 지도를 적극 탐색하고 대시보드를 공유하며 온라인에서 인사이트를 논의한다. 이 네트워크 효과는 CurieuzeNeuzen의 도달 범위를 증폭시켜 기후 데이터를 공론장으로 가져오고 호기심 많고 데이터에 기반한 정원사 세대에 영감을 줬다.

CurieuzeNeuzen은 IoT와 임베디드 분석이 어떻게 데이터 사이언스를 민주화할 수 있는지 보여주며, 기후 영향을 해석하기 위해 박사 학위가 필요하지 않음을 증명한다. 실시간으로 지역 연관성 높은 데이터를 접근 가능하게 함으로써 이 프로젝트는 시민들이 자신의 뒷마당에서 기후 변화의 영향을 모니터링하고 대응하며 궁극적으로 완화할 수 있도록 권한을 부여한다.

저자는 Karel Callens, Cumul.io CEO & 공동 창업자.