교토대학과 옥스퍼드대학 연구팀은 인공지능을 이용해서 야생 침팬지의 얼굴을 식별하고, 행동을 분석하는 데 성공했다고 발표했다.
이를 통해서 야생 동물 연구와 보호를 위한 비디오 영상 분석에 걸리는 시간과 자원을 크게 줄일 수 있을 것으로 전망된다.
연구 결과는 지난 4일 ‘사이언스 어드밴시스(Science Advances)’ 저널에 게재되었다.
딥러닝을 활용한 침팬지 안면인식 소프트웨어 개발
서아프리카 기니의 보수(Bossou)에 있는 교토대학 ‘영장류 연구소(Primate Research Institute, PRI)’는 1976년부터 야생 침팬지의 행동을 관찰해왔다. 그동안 연구자들은 수작업으로 개체를 식별해서 연구했지만 수십 년간 축적된 방대한 비디오 자료를 분석하는 것은 매우 어려운 일이었다.
이에 PRI는 옥스퍼드대학 ‘영장류 모델 연구실(Primate Models Lab, PML)’과 함께 딥러닝을 활용한 AI ‘패턴 인식’ 소프트웨어를 개발, 비디오에 나오는 침팬지의 얼굴과 표정을 분석하기 시작했다.
연구 대상이 된 침팬지 무리의 비디오 자료는 1999년부터 2012년까지 14년간 기록된 것이다. 자료에 등장하는 개체 수는 갓 태어난 침팬지부터 57세의 침팬지 등을 포함하여 모두 23마리로, 그중 3마리는 관찰 기간 동안 탄생했다.
인공지능은 총 50시간 분량의 비디오에서 약 1000만 장의 얼굴 이미지를 추출하여 학습했고, 침팬지 개체들을 92.5%의 정확도로 구별해냈다. 성별 인식의 경우에는 정확도가 96.2%에 이른다.
PRI의 마쓰자와 테츠로(松澤 哲郎) 교수는 교토신문과의 인터뷰에서 “무엇을 분석하는가에 대한 설정은 인간 연구자가 해야 한다. 하지만 AI를 사용하면 얼굴뿐만 아니라 몸짓이나 음성까지 분석 영역을 더욱 넓힐 수 있다”라고 밝혔다.
장기간 관찰 기록을 쉽게 분석할 수 있어
PML의 댄 스코필드(Dan Schofield) 연구원은 “수십 년 동안 복잡한 사회생활을 하면서 살아가는 침팬지의 경우, 현장에서 단기간 관찰하는 것으로는 많은 것을 알 수 없다. 그보다 장기간에 걸친 비디오 기록을 분석하려면 인공지능의 도움이 필요하다. 예를 들어 침팬지 무리가 여러 세대에 걸쳐 어떻게 변화하는지 관찰하는 것도 가능해진다”라고 말했다.
연구의 공동 저자인 아르샤 나그라니(Arsha Nagrani) 연구원은 “비디오 기록을 분석하기 위해서 최첨단 신경망 기술을 사용했다. 이 방법을 수동 분석이나 사전 처리가 제한된 비디오 자료에 적용하면 시간과 자원을 절약할 수 있다”라며 이전에 개발된 영장류 얼굴 인식 소프트웨어와는 다르다고 강조했다.
침팬지 무리의 사회관계망 변화를 파악해
연구팀은 장기간 이어진 비디오 기록에서 야생 침팬지의 얼굴 탐지, 추적 및 인식을 위해 완전 자동화된 파이프라인을 제공하는 심층적인 ‘컨볼루션 신경망(Convolutional neural network, CNN)’ 접근 방식을 제시했다.
그러한 파이프라인을 사용하면 개별 침팬지들이 성장하는 과정을 계속 추적할 수 있고, 무리 내에서 어떤 역할을 맡고 있는지 알아낼 수도 있다. 이것을 무리 전체로 확장하면 사회관계망 지도가 완성된다.
이외에도 각 개체 간의 친밀도 파악이 가능하다. 연구에서는 실험 대상 개체끼리 얼마나 같이 지내는 시간이 많은지 확인한 결과, 암컷 침팬지 두 마리는 각자 새끼를 잃고 나이가 들어감에 따라 함께 행동하는 경향이 강해진 것으로 나타났다.
다른 영장류 종에도 적용 가능
이 기술은 다양한 종을 연구하는 데 사용할 수 있다. 현재는 침팬지에 중점을 뒀지만, 새로운 소프트웨어는 여우원숭이, 오랑우탄, 고릴라 등의 다른 영장류 종에도 적용할 수 있다. 또한, 야생 동물 연구의 다양한 문제를 해결하기 위해 이러한 AI 시스템의 도입을 유도할 것으로 기대된다.
나그라니 연구원은 “우리 연구팀이 개발한 모든 소프트웨어는 오픈 소스로 제공된다. 이러한 조치가 전 세계 다른 지역의 연구자들이 관찰하고 있는 고유한 동물 데이터에 동일한 최첨단 기술을 적용하는 데 도움이 되길 희망한다”라고 소감을 밝혔다.
(2872)
로그인후 이용 가능합니다.
잉여 영양분을 세포 안에 축적해 살이 찌게 하는 '백색 지방세포'를 영양분을 태워 없애는 '갈색 지방세포'로 바꾸는 방법을 국내 연구진이 찾아냈다. 울산과학기술원(UNIST)은 생명과학과 고명곤 교수팀이 전북대 안정은 교수팀과 공동으로 TET(Ten-eleven translocation) 단백질을 억제하면 백색 지방세포가 갈색 지방세포화 되고, 기존 갈색 지방세포는 더 활성화돼 열량 소비를 촉진한다는 사실을 발견했다고 26일 밝혔다.
'유유상종'(類類相從)이라는 말처럼 몸에서 나는 냄새가 비슷한 사람끼리 서로 알아보고 친구가 될 가능성이 높다는 과학 연구 결과가 나왔다. 또 친구를 맺은 사람들이 낯선 사람들보다 체취가 비슷할 가능성이 높으며, 냄새 판별 기기인 전자코(eNose)를 통해 체취를 확인하면 서로 낯선 두 사람이 친구가 될 수 있는지도 예측할 수 있는 것으로 나타났다. 흔히 '케미가 맞는다'라는 말을 많이 해왔는데 실제로 후각 차원에서 화학(chemistry)이 작용하는 셈이다.
기후변화로 대기 중 오존 농도가 짙어지고 있으며 앞으로도 그럴 것이라는 보고서가 나왔다. 국립환경과학원은 기후변화와 오존을 주제로 한 현안 보고서를 27일 홈페이지(www.nier.go.kr)에 공개한다. 보고서는 그간 나온 국내외 논문·통계자료·기사 등을 종합 것이다. 보고서에 따르면 우리나라 연평균 오존 농도는 1989년 0.011ppm에서 2020년 0.03ppm으로 상승했다.
한국천문연구원은 우주물체 전자광학 감시 시스템(OWL Net)으로 누리호 탑재 위성들을 포착했다고 24일 밝혔다. 누리호가 성능검증 위성과 더미 위성을 궤도에 무사히 올려놓은 것을 확인한 것이다. 천문연은 누리호 발사 당일인 지난 21일 오후 8시 20분부터 모로코에 있는 OWL Net 2호기로 추적을 시작해 22일 낮 12시 52분 3초와 오후 1시 3분 26초 사이에 발사체 3단과 더미 위성을 관측했다.
노화는 인간을 비롯해 모든 동물의 피할 수 없는 운명처럼 받아들여지고 있지만 '장수'의 상징이 돼온 일부 거북 종은 놀라울 정도로 적은 노화 현상만 보이는 것으로 나타났다. 과학 저널 '사이언스'(Science)는 최신호에서 이런 증거를 제시한 두 편의 논문을 나란히 다뤘다. 미국과학진흥협회(AAAS) 등에 따르면 펜실베이니아주립대학 생태학 부교수 데이비드 밀러 박사 등이 참여한 국제 연구팀은 거북은 물론 양서류와 뱀, 악어 등을 포함한 사지 냉혈동물 77종의 노화와 수명을 비교했다.
유방암은 흔한 암 유형 가운데 하나다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 매년 전 세계에서 유방암 진단을 받는 사람이 약 230만 명에 달한다. 유방암도 초기에 찾아내면 대체로 치료 효과를 볼 수 있다. 하지만 이미 다른 부위로 전이된 상태에서 발견되면 훨씬 더 치료하기 어렵다. 암의 전이는, 원발 암에서 떨어져 나온 '순환 종양 세포' 클러스터(CTCs)가 혈류를 타고 다른 기관으로 이동해 새로운 종양을 형성하는 것이다.
화성 탐사 후발주자인 중국이 미국보다 2년 앞서 화성 암석시료를 지구로 가져올 것이라고 중국 우주탐사 관계자가 밝혔다. UPI 통신과 우주 전문 매체 '스페이스뉴스' 등에 따르면 중국의 화성탐사 미션 '톈원(天問)1'을 설계한 쑨쯔어저우 연구원은 지난 20일 난징대학 개교 120주년 세미나에 참석해 우주선 두 대를 활용해 화성 암석 시료를 지구로 가져오는 '톈원3호' 계획을 공개했다.