위성이 이제 자율적으로 물체를 탐지하며, 우주 AI 분야의 발전을 보여주고 있다

지구 관측 위성이 지상의 인간 분석가 없이 독자적으로 목표물을 찾아낸 것은 이번이 처음이다. 지난 4월 달성된 이 이정표는 궤도상에서 비전-언어 모델이 사용된 첫 사례로 기록되었으며, AI가 우주 기반 센서의 기능과 가치를 어떻게 근본적으로 변화시킬 수 있을지 엿볼 수 있게 했다.

일반적으로 위성은 대량의 데이터를 지상의 분석가들에게 전송하며, 분석가들은 기계 학습이나 수동 검사를 통해 이를 해석합니다. 하지만 로프트 오비탈(Loft Orbital)이 제작한 우주선 ‘Yam-9’에는 NASA 제트추진연구소(JPL)의 소프트웨어 패키지가 탑재되어 있어, 자연어 질의에 응답하여 관심 영역을 식별해 냈습니다.

이번 시연을 주도한 구글 딥마인드(Google DeepMind)의 비전-언어 모델(VLM)인 ‘젬마 3(Gemma 3)’은 데이터 센터에서 멀리 떨어진 제한된 하드웨어에서 구동되는 에지 애플리케이션을 위해 설계되었다. VLM은 대규모 언어 모델의 문맥적 추론 능력과 이미지 분석 기능을 결합한 모델이다. 예를 들어, 연구진이 모델에게 자연 환경과 인간이 개발한 지역이 만나는 지점의 센서 데이터를 분류하거나 철도 허브 인근의 인프라를 식별해 달라고 요청했을 때, 모델은 이를 성공적으로 수행했다.

이번 시연이 중요한 이유는 두 가지다. 단기적으로는 궤도상에서 초기 데이터 선별을 수행함으로써 우주 센서의 유용성을 크게 높일 수 있어, 분석가들이 현재 헤쳐 나가야 하는 방대한 양의 원시 데이터 부담을 줄여줄 수 있다. 장기적으로는 우주에서 대규모 AI 인프라를 운영하는 개념 증명(PoC) 역할을 한다.

로프트(Loft)의 AI 책임자 폴 라세르(Paul Lasserre)는 테크크런치(TechCrunch)와의 인터뷰에서 “이는 우주에서 상시 가동되는 감시 체계를 구축할 수 있는 길을 열어줍니다”라고 말했습니다. “VLM을 활용하면 ‘이 국경을 모니터링하고 의심스러운 상황이 감지되면 알림을 보내라’와 같은 논리를 구현하고, 위성과 상호작용할 수 있습니다.”

로프트의 우주선은 제3자 고객을 위한 플랫폼으로 제작됩니다. 이 비즈니스 모델은 전통적인 위성 제조 방식보다는 ‘서비스형 인프라(IaaS)’에 더 가깝습니다. 최근 체결된 계약에 따라 로프트는 어스데일리(EarthDaily)를 위해 6기의 새로운 위성을 제작, 발사 및 운영했으며, 어스데일리는 위성에서 수집된 데이터를 분석하고 시장에 공급할 예정입니다. Yam-9는 회사의 궤도 AI 프로젝트를 위한 선구자 역할을 맡아 2025년 가을에 발사되었으며, 우주 컴퓨팅 분야에서 선도적인 칩 중 하나인 엔비디아 제트슨 오린 AGX GPU를 탑재하고 있다.

NASA JPL(제트 추진 연구소) AI 그룹의 기술 리더인 후안 델파 빅토리아(Juan Delfa Victoria)는 Gemma 3 VLM의 기반이 되는 소프트웨어 패키지인 NAVI-Orbital의 개발을 주도했다. Gemma 3는 상용 제품이지만, 소프트웨어 엔지니어들은 필요한 라이브러리와 메모리 용량을 줄이기 위해 패키지를 최적화해야 했다.

궤도상에서 VLM이 사용된 사례는 이번이 처음 보고된 것이지만, 다른 기업들도 뒤따를 것으로 예상된다. 플래닛 랩스(Planet Labs)는 제트슨 오린 프로세서를 탑재한 위성을 운영 중이며, 현재는 비교적 단순한 물체 탐지 작업에 이를 활용하고 있다. 그러나 대변인에 따르면 VLM을 포함한 다른 AI 응용 분야에 대한 연구가 진행 중이라고 한다.

우주에서 가장 큰 규모의 GPU 클러스터를 운영하는 케플러 커뮤니케이션즈(Kepler Communications)는 파트너사와의 비밀유지협약(NDA)을 이유로 궤도에 VLM을 배치했는지 여부에 대해서는 논평을 거부했다. 다만, 지난 1월 해당 우주선이 발사된 이후 “당사의 컴퓨팅 환경에 대한 몇 가지 비공개 활용 사례”가 있었다고 언급했다.

“이제 개념 증명을 마쳤으니, 그것이 바로 우리가 나아가고 있는 방향입니다,”라고 라세르(Lasserre)는 말했다. 목표는 위성 군집을 확장하여 지구상 어디에서나 실시간 커버리지를 제공하는 것이며, 이를 위해서는 Yam-9와 같은 위성 50~100기가 필요할 것이라고 그는 설명했습니다. (로프트(Loft)는 현재 궤도상에서 12기의 우주선을 운영 중입니다.)

궤도에 이러한 소형 모델을 배치하면서 얻은 교훈은, 특히 평범하지만 매우 중요한 전력 및 메모리 관리 분야에서 기업들이 우주 내 대규모 컴퓨팅 인프라를 어떻게 구축해 나갈지에 대한 지침이 될 것입니다.

또한 이는 새로운 과학적 도구의 길을 열어줄 수도 있다. NAVI-Space의 개념은 JPL 연구원 타란 시리아크 존(Taran Cyriac John)이 달이나 화성을 탐사하는 우주비행사를 위한 디지털 비서를 구상하면서 시작되었다.

“우린 이렇게 생각했습니다. 우주비행사들은 가압 슈트를 입고 있어서 키보드를 두드릴 수 없고, 그들이 하고 싶은 일은 무엇이든 복잡하잖아요,”라고 델파 빅토리아는 말했습니다. “그러니 비디오 게임이나 영화에서처럼 상호작용이 가능한 AI가 등장하는 것처럼, 우리도 그런 조력자를 제공해 보는 건 어떨까요?”

다만 ‘HAL 9000’이라고 부르지만은 마세요.