"미로 속 쥐는 옛말"…AI, 동물 행동 분석 패러다임 바꾼다

인공지능(AI) 기술이 동물의 행동을 정량화하는 방식을 근본적으로 바꾸고 있다는 연구 결과가 나왔다.

2일(현지시간) 국제학술지 '이노베이션 리뷰'에 실린 총설 논문에 따르면, 연구팀은 AI가 동물이 자연스러운 공간에서 자유롭게 움직이는 모습을 분석할 수 있게 한다고 밝혔다.

전통적인 동물 행동 연구는 미로나 특정 공간 등 제한된 장치에 의존해왔다. 이로 인해 동물의 복잡한 행동이 이동 경로, 속도 등 단순한 수치로 축소됐다. 연구팀은 수동 기록 방식이 주관적이고 노동 집약적이라고 지적했다.

예를 들어 넓은 공간에 가만히 서 있는 쥐는 공포에 얼어붙었거나, 쉬고 있거나, 몸단장을 하는 중일 수 있다. 기존 방식으로는 이 세 가지 상태를 구별하기 어렵다.

연구팀은 AI를 활용한 대안으로 5단계 분석 체계를 제시했다. 다각도 카메라와 센서로 동물과 주변 환경을 기록하고, 딥러닝 도구로 동물의 코, 귀, 팔다리 등 주요 지점을 추출해 3차원 움직임을 재구성한다.

이후 사전 정의된 행동을 인식하거나 사람이 놓치기 쉬운 미세한 행동 구조를 발견한다. 나아가 대규모 언어 모델 등을 활용해 행동의 전후 맥락을 해석하고, 이를 신경 활동이나 질병 진행 등과 연결해 통계적으로 분석한다.

다만 아직 해결해야 할 과제도 남아있다. 행동에 대한 표준화된 정의가 없고, 실험실마다 다른 환경과 장비로 수집된 데이터를 통합하기 어렵다. 여러 동물이 섞여 있을 때 서로를 가리거나 개체를 혼동하는 문제도 발생한다.

연구팀은 해결책으로 종별 해부학 기반의 표준 자세 모델, 훈련 데이터 생성을 위한 가상 동물 시뮬레이션 등을 제안했다. 또한 행동을 기본 단위로 분해하는 '행동 뉴클레오타이드' 개념과 로봇을 이용해 동물의 사회적 신호를 해독하는 방안도 미래 연구 방향으로 제시했다.