유엔에 따르면 전 세계 수백만 명의 사람들이 굶주림에 직면하고 있지만 전 세계적으로 생산되는 모든 식품의 거의 1/3이 손실되거나 낭비되고 있습니다. 학교 구내식당 매니저 수영씨가 근무하는 고등학교 식당은 음식물 쓰레기를 과도하게 발생시키는 많은 장소 중 하나입니다. 수영씨는 매일 음식물 쓰레기통을 점검하고 남은 음식의 양에 항상 실망합니다.
식당 예산의 상당 부분을 음식물 쓰레기 처리에 바칠 수밖에 없는 수영씨에게는 늘어나는 음식물 쓰레기 양이 걱정됩니다. 그녀는 한국의 독특한 “반찬 문화"가 이러한 현상에 기여했다고 믿습니다. 식당에서는 학생들이 먹지 않는 다양한 반찬을 준비해야합니다. 그녀는 무언가를 해야한다고 생각하면서 학교 행정부가 식당에 식품 스캐너를 배치하도록 설득합니다.
수영씨가 배포하는 데 도움을 준 디지털 솔루션은 학생들을 위한 모바일 애플리케이션에 연결된 “Zero Waste AI”라는 인공 지능 기반 3D 식품 스캐너입니다. 학생들은 음식이 있는 접시를 Zero Waste AI 밑에 댑니다. 그런 다음 얼굴 인식을 통해 또는 Zero Waste AI에 사용자 이름과 비밀번호를 입력하여 시스템에 자신을 인증합니다. 로그인하면 Zero Waste AI에 부착된 카메라가 플레이트를 스캔합니다.
식사가 끝난 후 학생들은 접시를 Zero Waste AI로 가져가 두 번째로 접시를 스캔합니다. Zero Waste AI는 식사 전후에 학생들의 접시를 스캔하여 소비 된 음식과 남은 음식의 양과 유형에 대한 데이터를 수집합니다. Zero Waste AI는 모바일 앱에서 이 정보에 액세스할 수 있는 모든 개별 학생에 대해 이 데이터를 집계합니다.
Zero Waste AI가 두 번째 스캔을 완료하면 학생들은 음식 섭취율에 대한 데이터를 볼 수 있습니다. 음식 섭취율은 섭취 한 음식의 양을 접시에 담은 음식의 양으로 나눈 값으로 계산됩니다. 학생들은 각 반찬, 밥, 국에서 얼마나 많은 음식을 섭취하고 낭비했는지 확인할 수 있습니다. 인공 지능 기반 모바일 앱은 이 정보를 분석하고 학생에게 앞으로 얼마나 많은 음식을 스스로 제공해야 하는지 추천합니다. Zero Waste AI 모바일 앱의 추가 기능으로는 칼로리 섭취량, 식사 시간 및 영양 섭취량 분석이 있습니다.
Zero Waste AI가 스캔을 완료하면 수영씨와 그녀의 구내식당 운영팀원들은 컴퓨터에서 학생들의 음식 섭취 정보에 대한 스캐너의 분석을 볼 수 있습니다. 수영은 특히 일일 '자율 배식률'에 주의를 기울이고 있는데, 이는 학생들에게 제공되지 않는 음식물이 음식물 쓰레기통에 직접 들어가기 때문에 수영씨가 준비한 음식의 총량을 접시에 담은 총 음식 수량을 나누어 계산합니다. 수영씨는 일일 자율 배식률 및 기타 주요 지표를 인식함으로써 식품 재고를 최적화하고 메뉴 옵션을 개선하며 음식물 쓰레기 감소를 향한 팀의 진행 상황을 추적 할 수 있습니다.
Zero Waste AI의 성공적인 배포로, 수영은 음식물 쓰레기와 CO2 배출량을 30% 줄이는 것을 목표로 식당에서 “제로 음식물 쓰레기 캠페인”을 시작했습니다. 그녀는 전 세계 기아 퇴치를 위해 식당의 음식물 쓰레기 처리 비용 절감의 상당 부분을 사용할 계획입니다. 학생들은 매일 식당 뒷면의 대형 모니터를 통해 캠페인에 얼마나 기여했는지 확인할 수 있습니다.
“음식물 쓰레기 제로 캠페인”은 수영과 그녀의 팀에게 큰 성공을 거두었습니다. 수영의 식당는 30% 의 음식물 쓰레기 감축 목표를 달성했을 뿐만 아니라 Zero Waste AI 식품 스캐너와 모바일 앱은 음식물 쓰레기 증가가 지구에 미치는 영향에 대한 대중의 인식을 높이고 식량 공급원이 제한된 인구의 상당 부분을 차지했습니다.
개요
Busan CIC는 음식물 쓰레기를 줄여줄 인공 지능(AI) 기반 3D 푸드 스캐너 시제품을 개발하고 전 세계의 기아 문제 극복에 사용할 기금을 조성하기 위해 선도적인 인권 단체, 부산정보산업진흥원(BIPA), 동서대학교, Busan CIC 스타트업 회원사(누비랩 및 원데이터기술) 등이 참여하는 팀을 조직했습니다. 이 디지털 솔루션은 식사 전후 그릇을 스캔하여 음식물 쓰레기를 종류별, 비용별로 분석하는 기능을 통해, 구내식당에서 음식 재고를 최적화하고 메뉴 구성을 개선하여 음식물 쓰레기를 줄이는 데 사용할 데이터를 수집합니다.
문제
한국인 한 명당 매년 평균 130kg의 음식물 쓰레기가 발생하면서 한국은 세계 최대의 음식물 쓰레기 생산국 중 하나가 되었습니다. 식당의 잔반이 전국에서 생산되는 음식물 쓰레기의 68%를 차지할 정도로, 한국 특유의 '반찬'(주 요리에 곁들이는 다양한 곁들임 요리) 문화가 이런 현상을 가중시켰습니다. Busan CIC는 음식물 쓰레기를 줄일 수 있을 뿐 아니라, 그로 인해 얻어지는 비용 절감액의 일부를 전 세계 기아 퇴치에 기부할 수 있는 솔루션을 개발하는 데 나섰습니다.
접근 방식
Busan CIC는 선도적인 인권 단체, BIPA, 동서대학교, 그리고 누비랩, 원데이터기술 등 2개 스타트업이 참여하는 팀을 조직하고 Zero Waste, Zero Hunger 챌린지를 출범했습니다. Busan CIC는 Amazon Working Backward 프로세스를 활용하여 2회의 Innovation Workshop을 진행했으며, 60여 회의 최종 사용자 인터뷰를 실시하여 문제를 정의하고 창의적인 솔루션을 개발했습니다.
연구팀이 개발한 프로토타입은 구내식당 내 음식물 쓰레기를 줄이기 위한 AI 및 기계 학습 기반 3D 푸드 스캐너였습니다. 이 스캐너는 식사 전후 그릇을 스캔하여 유형 및 비용을 기준으로 음식물 쓰레기를 분석함으로써 구내식당 운영진이 음식 재고, 수량 및 메뉴 옵션을 최적화하고 음식물 쓰레기를 줄이는 데 활용할 데이터를 생성합니다. 이 프로토타입은 시범 테스트를 위해 7개월 동안 각급 학교 6곳, 한국농수산식품유통공사, 동서대학교 구내식당에 배포되었습니다. 이를 통해 음식물 쓰레기를 약 30% 줄이는 성과를 얻었습니다. 또한 Zero Waste, Zero Hunger 챌린지는 이 선도적인 인권 단체가 2021년 서울시 환경상을 수상하는 데 결정적인 계기가 되었습니다.
다음 단계
2020년 시범 테스트를 성공적으로 마친 후, 이 팀은 현재 한국 전역의 학교 식당에 솔루션을 배포하고 있습니다. 비용 절감액의 일부는 기아 퇴치를 위한 기금으로 조성되는데, 이 솔루션은 한국 전역에서 연간 860만 USD의 기부금을 조성하여 기아로 고통받는 전 세계 103,600명 이상의 수혜자에게 먹거리를 제공할 것으로 기대됩니다.
클라우드 아키텍처
설계 아티팩트
솔루션 설계 프로세스의 일부로서, 가상의 보도 자료 및 FAQ 문서와 시각 자료를 사용하여 이 솔루션으로 실현될 수 있는 성과에 대한 비전을 제시했습니다.
보도 자료
1) 이 솔루션은 2020년과 2021년에 15개 언론사, 한 차례의 기자 회견, 김어준 TV, 라디오 뉴스 프로그램 등을 통해 소개되었습니다.
이 솔루션은 2020년 11월 26일과 2021년 7월 7일에 열린 국회 세미나에서 발표되었습니다.
소책자
이 챌린지는 대통령 직속 정책기획위원회가 발간한 '열린정책' 책자에 실렸습니다. 해당 책자는 대한민국 국가원수, 대한민국 대통령의 행정실 겸 관저인 청와대를 비롯해 주요 공공 기관에 3,000부가 배포되었습니다.
가상의 보도자료
알아서 잔반량 체크하고, 잔반 안 남는 메뉴 제안해주는 “제로 웨이스트 AI” 등장
인도적 지원 기관 A사, 급식소 낭비 줄이고 전 세계 식량 위기 해소에 이바지하는 서비스 개발
국내 한 대기업 본사에서 구내식당을 운영하는 P씨는 가장 큰 골칫거리였던 음식물 쓰레기 문제를 최근 해결할 수 있었다. 그동안 어떤 메뉴들이 얼만큼 남겨지는지 경험과 예감에 의존해왔지만, 인공지능과 빅데이터를 응용한 기술 덕분에 필요한 식재료의 양과 배출될 잔반의 규모를 정확하게 내다볼 수 있게 된 것. 뿐만 아니라 메뉴 선정과 식단 준비 시간도 단축되고, 덕분에 인건비와 음식물 쓰레기 처리비용도 절감했다. 이 기업은 솔루션을 다른 구내식당들로 확대하는 한편, 절감한 비용을 전 세계 기아 퇴치 기금으로 기부하기로 했다.
인도적 지원 기관 A사와 아마존웹서비스(AWS)가 지난 3개월 간 대규모 급식소 두 곳에서 시범 운영과 데이터 검증을 통해 잔반을 줄이고, 기아 퇴치도 돕는 방안을 공개했다. “제로 웨이스트 AI”는 A사가 그동안 추진해온 ‘제로 웨이스트 제로 헝거’ 캠페인의 일환으로, AWS, 부산정보산업진흥원, 동서대학교와 협력해 내놓은 솔루션이다.
원리는 이렇다. 급식소 배식대 끝에 설치된 특수 카메라가 고객들의 식판에 담긴 음식 종류와 양을 기록한다. 이 카메라는 식판만 1회 촬영하고 고객들의 외형은 담아낼 수 없지만, 배식 정보를 파악하는 만큼 모든 고객의 동의는 필수다. 또 정확한 측정을 위해 남은 반찬은 한 그릇에 모으지 않고 그대로 둔다. 특수 카메라는 식판을 반납하는 퇴식대에도 설치되어, 남겨진 음식의 종류와 양을 한번 더 기록한다. 이렇게 기록된 내용들은 매일의 계절, 날씨, 공휴일 여부 등의 정보와 함께 아마존 클라우드로 전달되고, 분석된 잔반과 이를 최소화하기 위한 식단 제안은 다시 급식소 운영팀에 제공된다.
시범운영에 참여했던 B 구내식당 담당자는 “솔루션 도입 이후 잔반이 줄면서 처리비용도 40% 넘게 줄었고, 운영진이 식단 준비에 들어가는 시간도 절반으로 절약됐다”고 밝혔다. 또 “기존에는 식사가 부족하지 않도록 준비하는 예비 식단의 양을 정확하게 맞추기 어려웠지만, 이제는 잔반과 잔식(준비됐으나 고객이 받아가지 않은 음식) 양을 최소화할 수 있다”고 설명했다.
이렇게 줄어든 음식물 쓰레기와 처리 비용으로 확보된 재원의 절반은 A사에 기부되어 전 세계 식량 기아 퇴치에 쓰일 예정이다. A사 임원은 제로 웨이스트 AI 솔루션 출시 소식을 전하면서 “식당과 식량 취약 계층이 함께 윈-윈하는 솔루션 개발을 환영한다”며 “하루 1000명이 이용하는 급식소 100곳이 참여하면 매년 기아로 목숨을 잃는 국가에 2백만 끼니를 제공할 수 있다”고 강조했다.
질의응답 자료
[식당 운영자]
Q. 이 애플리케이션은 어디서 다운로드 받을 수 있나요? 어떻게 설치해야 하나요?
A. “제로 웨이스트 AI”는 구글 플레이와 마이크로소프트 스토어, 애플 앱스토어에서 다운로드 받으실 수 있습니다. 앱은 관리자용, 클라이언트 서버용이 별도로 있으며, 클라이언트 서버용 애플리케이션은 사업장(급식소)의 메인 PC 한 대에 1회만 설치하시면 됩니다. 관리자용 애플리케이션은 사업장의 운영 직원분들의 스마트폰 설치용입니다. 아울러, 같은 앱 내에 식당 이용자들을 위한 기능들도 구현되어 있어 앱 철치 후 “이용자” 메뉴를 클릭하면 식당 이용자들을 위한 기능들도 사용 가능합니다.
Q. 이 애플리케이션/솔루션을 도입하려고 합니다. 어떤 부분을 지원받을 수 있나요?
A. 이 앱은 대형 급식 시설의 음식물 관련 비용 절감을 위한 종합적인 자료를 제공합니다. 식당 이용자들이 고른 음식의 종류와 양부터, 남긴 음식의 종류와 양, 날씨나 계절에 따른 특정 재료의 급식량과 잔반량까지 알 수 있습니다. 이러한 정보들의 축적과 분석, 제공을 위해서는 미니 서버와 인텔 10세대 i5 이상의 CPU를 탑재한 PC (또는 노트북) 등의 하드웨어가 필요합니다. 아마존웹서비스에 문의하시면 사업장의 크기와 이용 고객 규모에 따라 상담 및 초기 무료 장비 임대 혜택을 받을 수 있습니다. 또 저희 전문 인력이 사업장을 방문해 초기 하드웨어 설치 및 활용 방법에 대한 안내를 해드립니다.
Q. 이 캠페인에 참여하는 타 구내식당의 잔반량 감축 사례를 구할 수 있나요?
A. 저희는 이 캠페인에 참여하는 모든 식당의 데이터를 빅데이터화하여 참가 식당의 조건에 따라 최적화된 식수량, 식단 등을 제공함으로써 잔반을 최소화 하는 방법을 알려드리는 것을 기본 취지로 하고 있습니다. 감축 사례는 공개에 동의한 구내식당에 한해 제공해드릴 수 있습니다.
Q.캠페인에 참여하는 운영자에게는어떤 혜택이 있나요?
A. 본 캠페인은 국내 음식물 쓰레기를 줄여서 지구 반대편의 기아 인구를 돕는 다는 취지의 캠페인 입니다. 쓰레기를 줄여 우리 환경을 보호한다는 당연한 실천을 통해 굶주린 사람을 돕게 되는 캠페인 입니다.
Q.어떻게 잔반을 줄여 기부까지 이어지게 되는 것인가요?
A. 구내식당에서 발생하는 잔반과 잔식, 전처리 비용 등을 줄여 평소에 드는 비용 보다 (예를 들어 40%) 절감을 할 수 있다면, 그 중의 일부 (예를 들어, 10 ~ 20%) 를 A사에 기부하는 방법입니다. 또한 정확히 식수 예측을 할 수 있다면, 식재료 비용을 절감할 수 있어 전체적인 비용을 절감하여 그 중의 일부가 기부되는 방법입니다.
[식당 이용자]
Q. “제로웨이스트 AI” 를 설치해야 구내식당을 이용할 수 있나요?
A. 아닙니다. 앱 없이도 구내식당에서 식사를 하실 수 있습니다. 스마트폰 앱을 설치하시면 매일 음식 섭취량과 칼로리 정보를 기록하여 분석해주는 헬스케어 기능을 이용하실 수 있습니다.
Q. 스마트폰이 없는데 어떻게 참여하나요?
A. 앱을 사용하지 않으셔도 퇴식구에서 자동으로 잔반량을 체크하며, 줄어든 잔반 만큼 A사에 기아 퇴치를 위해 기부됩니다. 급식소 배식대 끝에 설치된 특수 카메라가 고객들의 식판에 담긴 음식 종류와 양을 기록합니다. 이 카메라는 식판만 1회 촬영하고 고객들의 외형은 담아낼 수 없지만, 배식 정보를 파악합니다. 특수 카메라는 식판을 반납하는 퇴식대에도 설치되어, 남겨진 음식의 종류와 양을 한번 더 기록합니다.
Q. 내 개인정보가 빠져나가는 것은 아닌가요?
A. 카메라를 통해 수집되는 정보는 음식의 종류와 양으로 개인을 특정하는 정보는 전혀 수집되지 않습니다. 특수 카메라를 통해 식판에 담긴 음식 종류와 양을 기록하기 때문에 별도의 개인 정보는 기록에 남지 않습니다. 사용자 중 본인의 기본 정보 (성별, 연령대 등)를 남겨주시기로 동의하신 분들의 경우에 한해서만 개별정보는 기록됩니다.
Q. 식당을 이용하는 사람들에게는 어떤 혜택이 있나요?
A. 제로 웨이스트 AI을 통해 최적화된 식재료 양과 메뉴가 만들어지면 이용자는 적절한 양으로 구성된 식단을 드실 수 있어 건강 유지에 도움이 됩니다. 또한 무분별하게 버려지는 잔반을 줄임으로써 환경보호에도 도움이 됩니다. 절감된 비용의 일부가 A사에 기부되기 때문에 나의 작은 선택이 전세계 기아퇴치를 위한 노력에 보탬이 됩니다. 또한, 앱을 통해 매일의 음식 섭취량과 칼로리 섭취 정보 등을 제공 받으실 수 있습니다.
Q. 예산은 어떻게 확보할 계획인가요?
A. 정부에서 시행하는 이니셔티브에 참여하여 예산을 확보할 수 있지만, 이런 방법은 지속 가능성이 보장되지 않습니다. 또한, 공모전에 참여해 필요한 재원을 마련하는 방법도 고려할 수 있습니다. 장기적으로는 기업의 입장에서 잔반/잔식 등에 들어가는 비용을 절감하여 일정 시간이 지난 후에는 초기 비용을 모두 회수할 수 있는 지속 가능한 방법에 대한 고민이 필요합니다.
