본 논문은 미국 482개 유역에서 20개의 수질 변수를 예측하는 대륙 규모의 다중 작업 LSTM 모델에 대한 신뢰성 평가를 처음으로 포괄적으로 수행한 연구이다. LSTM 모델의 수질 예측 잠재력에도 불구하고, 공정성, 불확실성, 해석 가능성, 강건성, 일반화 가능성 및 재현성과 같은 신뢰성 문제로 인해 의사 결정에 널리 활용되지 못하고 있다는 점을 지적한다. 본 연구는 유역 특성, 생지화학적 과정의 복잡성, 변수 예측 가능성과 관련된 모델 성능 불균형의 체계적인 패턴을 밝혀내고, 중요한 성능 공정성 문제를 강조한다. 또한 불확실성, 해석 가능성 및 강건성을 정량적으로 평가하기 위한 방법론적 프레임워크를 제안하고, 실제 세계 배포에 대한 주요 제한 사항을 파악한다. 이는 환경 관리에서 AI를 책임감 있게 활용하고자 하는 연구자, 의사 결정자 및 실무자에게 중요한 통찰력을 제공한다.
