HyperAI超神经

2100년의 세상이 어떨지 상상해 본 적이 있나요? 우리 도시는 어떻게 발전할 것인가? 최근 두 명의 데이터 과학자가 데이터 과학과 머신 러닝을 활용하여 2100년까지의 글로벌 도시 확장 추세를 예측했습니다.

얼마 전, 중화민국 베이징의 거리 풍경을 AI를 이용해 복원한 영상이 인터넷에 급속히 퍼졌는데, 이를 통해 온 국민이 100년 전으로 돌아가 당시 수도의 삶을 체험할 수 있게 되었습니다.

시장에 있는 벽돌집, 마차, 노점을 차린 상인들을 보면서, 100년 만에 얼마나 많은 변화가 있었는지 모두가 감탄했습니다.

실제로 한 세기 동안 많은 도시가 엄청난 변화를 겪었습니다. 건물은 점점 더 높아지고, 교통수단은 더욱 편리해지고, 도시 지역도 넓어지고 있습니다.

연구원들은 위성 이미지를 사용하여 1985년부터 2015년까지의 도시 성장을 매핑했습니다. 연구 결과에 따르면지난 30년 동안 전 세계 도시 지역은 80%만큼 확장되었으며, 도시 인구 성장률은 전 세계 인구 성장률보다 훨씬 높습니다.

그리고 100년 후, 혹은 그보다 더 오랜 시간 후, 전 세계의 도시는 어떤 모습일까요?

이제 데이터 과학과 시뮬레이션 모델을 활용하면 과거 데이터와 국가적 상황, 사회 상황에 기반해 도시의 개발 패턴을 예측하는 것이 가능해졌습니다.

역사를 통해 미래를 예측하세요

최근 델라웨어 대학교의 데이터 과학자인 Jing Gao와 덴버 대학교의 동문이자 교수인 Brian O'Neill이데이터 과학과 머신 러닝을 활용해 도시가 어떻게 변화할지 살펴보는 글로벌 시뮬레이션 모델이 공개되었습니다.

징가오는 마을이 발전한 방식에 특히 매료되었다고 말했습니다. 인도의 뉴델리에서 프랑스의 파리까지 전 세계를 둘러보면, 세계의 도시 개발은 서로 다릅니다.

예를 들어 시카고, 로스앤젤레스, 뉴욕을 살펴보겠습니다. 이러한 도시들은 토지 면적의 확장 측면에서 서로 다른 방식으로 성장했습니다.

따라서 장기적으로 도시화의 불확실성을 설명하기 위해 Jing Gao와 O'Neill은 몬테카를로 방법과 결합된 모델링 프레임워크를 사용하여 공유 사회경제적 경로(SSP)와 일치하는 5가지 시나리오가 개발되었습니다.

이 모델은 데이터 과학과 머신 러닝 기술을 사용하여 10년마다 도시화 추세에 대한 장기적 관찰을 수행하고, 다양한 사회적, 경제적 조건에서 향후 100년 동안 도시 지역이 어떻게 변화할지 예측할 수 있습니다.

이러한 변화가 어떻게 일어나는지 이해하기 위해 Jing Gao와 O'Neill은 데이터 과학을 사용하여 15개의 글로벌 위성 원격 감지 데이터 세트를 분석하여 지난 40년간의 도시 토지 변화를 파악했습니다.

이러한 원격 감지 데이터 세트의 정확도는 약 125피트(38미터)로, 이는 도시의 각 지역이 어떤 모습인지 대략적으로 파악하기에 충분합니다.

징가오는 이렇게 말한다:"역사적 자료를 조사한 결과, 도시화에는 도시화, 안정적 도시화, 급속한 도시화라는 세 가지 유형이 있다는 사실이 밝혀졌습니다."시간이 지남에 따라 국가는 급속한 도시화에서 안정적인 도시화로, 그리고 다시 도시화로 진행됩니다.

우리 모두가 알다시피, 미국과 대부분의 서유럽 국가들은 도시화를 달성했고, 인도와 중국은 이전에 급속한 발전을 경험한 후 현재는 안정적인 도시화로 전환했습니다. 현재 많은 아프리카 국가들은 여전히 급속한 도시화 단계에 있습니다.

그러나 원격 감지 데이터만으로 광범위한 지역적 발전을 이해하는 것만으로는 글로벌 관점에서 도시화가 지역적으로 어떻게 진행되고 있는지 이해하기에 충분하지 않습니다.

이를 위해 연구진은 전 세계를 375개의 작은 지역으로 나누고 각 지역에 대해 동시에 맞춤형 개발 모델을 실행한 다음 모든 모델 결과를 조합하여 글로벌 지도를 만들었습니다.

예를 들어, 미국 본토는 28개의 별도 지역으로 모델화되고, 중국은 26개의 지역으로 모델화됩니다. 다양한 지역의 모델은 추정을 위해 서로 다른 개발 모델 매개변수를 사용합니다.

연구팀은 다음과 같이 예측합니다.2100년까지 지구의 도시 면적은 1.8~5.9배 증가할 것입니다.

예측에 따르면, 이번 세기에는 전 세계적으로 약 618,000제곱마일(160만 제곱킬로미터)의 새로운 도시 지역이 건설될 것으로 보인다.이는 독일의 약 4.5배 크기이며, 축구장 2억 2,500만 개 이상에 해당합니다.

이는 지난 수십 년간의 도시 개발 패턴을 바탕으로 한 요약 및 평가이며, 전쟁, 질병, 혁명 등 대규모 변혁적 사건이 발생하지 않는다는 가정 하에 작성되었습니다.

게다가, 만약 우리가 이 백년 동안 외계 문명과 같은 주요 사건을 목격할 만큼 운이 좋다면, 그것 역시 모델 결과에 영향을 미칠 것입니다.

하지만 도시가 어떻게 확장될지는 앞으로 몇 년 동안의 사회적 추세에 크게 달려 있습니다. 여기에는 경제 성장 추세, 인구 통계적 변화, 생활 습관은 물론, 인간의 환경 보호에 대한 태도도 포함됩니다.

미국에서는사람들이 녹색 개발, 환경 의식 등 지속 가능한 개발에 초점을 맞춘다면 도시 확장의 가능성은 가장 낮습니다.

이 시나리오에 따르면 2100년까지 도시 면적은 1.3배 증가할 것으로 예상됩니다.

그러나 사람들은 매우 물질주의적인 경향이 있으며 같은 기간 동안 엄청난 양의 화석 연료를 소비합니다. 예를 들어, 아시아 국가의 도시 확장 속도는 매우 높을 것으로 예측되며, 이 세기 초 미국 도시 확장 속도보다 4배나 더 높을 수도 있습니다.

대부분의 사람들은 건물이나 도로 등 풍경의 변화가 자신의 삶에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 깨닫지 못합니다.

예를 들어 델라웨어에서는 해안 근처에 집을 짓는 데 농지를 희생하는 경우가 많습니다.

이러한 발전은 지역 경제의 번영에 도움이 될 수 있지만, 해안 홍수와 해수면 상승의 가능성을 높이는 등 예상치 못한 결과를 초래할 수도 있습니다.

이런 극히 낮은 확률의 사건이 실제로 일어난다면, 도시는 더 이상 발전할 수 없을 뿐만 아니라, 어떤 도시는 필연적으로 역사가 될 수도 있습니다.

또한 어떤 사회경제 모델을 선택하든 시뮬레이션 결과는 다음과 같습니다.이번 세기 말까지 세계 대부분 국가가 도시화될 것입니다.

그렇다면 질문은, 당신은 80년 후에 어떤 도시에 살고 있을 것 같나요? 그러면 도시의 어느 곳인가요?

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