' 머신 러닝 알고리즘 ' 으로 박쥐 들 의 대화 번역 | IT News 
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 ‘ 머신 러닝 알고리즘 ’ 으로 박쥐 들 의 대화 번역 
 2017 년 1 월 5 일 Share on Facebook 
 ▲ Image Source : England Cotswold Wildlife Park 
 박쥐 가 내 는 끽끽 소리 에 는 미묘 한 뉘앙스 가 숨 어 있 다 . 그 들 의 일상 적 인 발성 은 특정 개체 를 향한 ' 메시지 ' 로 , 불 특정 다수 를 향한 ' 방송 ' 이 아니 다 . 그리고 얼핏 들으면 다 그게 그거 같 지만 , 그 들 의 소리 에 는 발신인 ( emitter ) , 수신인 ( addressee ) , 맥락 ( context ) , 행동 ( behavior ) 에 관한 정보 가 담겨 있 다 . 
 동물 의 세계 에서 벌어지 는 말다툼 을 엿들 으려고 굳이 < 둘리틀 박사 의 바다 모험 > 에 나오 는 여러 동물 들 과 대화 할 줄 아 는 괴짜 시골 의사 둘리틀 박사 까지 될 필요 는 없 을 것 같 다 . 이집트 과일 박쥐 ( Rousettus aegyptiacus ) 를 연구 하 는 과학자 들 은 " 박쥐 들 이 내 는 소리 들 을 분석 해 ' 누구 와 누가 말다툼 을 하 는지 ', ' 도대체 무슨 일 로 옥신각신 하 는지 ' 를 알아내 고 , 심지어 ' 말다툼 의 결말 이 어떻게 날 것 인지 ' 까지 도 예측 하 는 방법 을 개발 했 다 " 고 한다 . 
 이번 연구 의 공동 저자 인 이스라엘 텔아비브 대학교 ( Tel Aviv University in Israel ) 의 요시 요벨 ( Yossi Yovel ) 박사 ( 동물 학과 ) 는 "' 인간 의 언어 는 어디 에서 왔 는가 ? ' 는 전 세계 적 인 관심사 다 . 이 의문 을 해결 하 려면 , 먼저 동물 의 의사소통 을 연구 해야 한다 . 그리고 동물 의 의사소통 ( 참고 ) 에 관한 큰 의문 중 하나 는 ' 얼마나 많 은 정보 가 전달 되 는가 ? ' 이 다 " 라고 말 했 다 . 
 이어 " 아프리카 와 중동 지방 에서 흔히 서식 하 는 이집트 과일 박쥐 는 사회 적 동물 이 다 . 그러나 그 들 이 옹기종기 모여 쉴 때 내 는 소리 를 인간 의 귀 로 분간 하 는 것 은 거의 불 가능 하 며 , 그저 모두 공격 적 인 소리 로 들릴 뿐 이 다 . 기본 적 으로 그 들 은 서로 를 향해 고래고래 소리 를 지른다 " 고 설명 했 다 . 
 그러나 요벨 박사 가 이끄 는 연구 진 은 < Scientific Reports > 에 기 고 한 논문 에서 , 박쥐 들 이 끽끽 거리 는 소리 들 의 의미 를 어떻게 분석 하 게 되 었 는지 를 차근차근 설명 했 다 ( 참고 ) . 
 연 구진 은 기존 인간 의 음성 을 인식 하 는 데 사용 되 는 머신 러닝 ( machine learning ) 알고리즘 을 활용 했 다 . 머신 러닝 알고리즘 은 일종 의 인공지능 ( AI ) 으로서 , 훈련 데이터 ( Training Data ) 를 통해 학습 된 알려진 속성 을 기반 으로 예측 에 초점 을 두 고 있 다 . 알고리즘 유형 으로 는 지도 학습 , 자율 학습 , 준 지도 학습 , 강화 학습 , 심화 학습 등 이 있 다 . 
 연 구진 은 ▷ 먼저 22 마리 의 박쥐 들 을 두 그룹 으로 나눠 별도 의 케이지 에서 사육 하 면서 , 75 일 간 에 걸쳐 오디오 와 비디오 영상 을 기록 했 다 . ▷ 그런 다음 비디오 영상 을 분석 하 면서 , 연구 진 은 ' 어떤 박쥐 들 이 서로 언쟁 을 벌이 는지 ' 와 ' 각각 의 언쟁 은 어떻게 결말 이 나 는지 ' 를 일일이 규명 하 여 , ▷ 그 들 이 옥신각신 하 는 의도 를 크 게 네 가지 로 분류 했 다 . ① 잠자리 를 둘러싼 다툼 , ② 먹이 를 둘러싼 다툼 , ③ 횃대 에서 의 자리다툼 , ④ 짝짓기 를 둘러싼 갈등 ( 원치 않 는 상대 의 집적 거림 ) 
 ▷ 그 다음 으로 , 연구 진 은 일곱 마리 의 암컷 성체 ( adult female ) 들 이 내 는 약 15 , 000 가지 소리 들 을 이용 해 머신 러닝 알고리즘 을 훈련 시켰 다 . 각 각 의 소리 들 은 시스템 의 정확 성 을 테스트 하 기 전 에 비디오 영상 에서 얻 은 정보 를 이용 해 범주 화 했 다 . 
 훈련 결과 , 알고리즘 은 소리 의 주파수 만 을 근거 로 어떤 박쥐 ( emitter ) 가 내 는 소리 인지 를 분간 하 고 ( 정확도 : 71 %), 그 들 이 무슨 문제 로 언쟁 을 하 는지 를 알아내 는 ( 정확도 : 61 %) 것 으로 밝혀졌 다 . 그리고 정확도 는 떨어지 지만 , 특정 소리 가 누구 ( addressee ) 를 겨냥 하 는지 도 알아냈 고 , ' 언쟁 의 결말 은 무엇 인지 , 박쥐 들 이 결별 할 것 인지 말 것 인지 , 만약 결별 한다면 누가 떠날 것 인지 ' 를 예측 할 수 있 는 것 으로 밝혀졌 다 . 
 이집트 과일 박쥐 가 내 는 소리 의 독특 한 유형 ▲ A : 짝 짓 기 , B : 고립 , C : 스트레스 , D : 반향 정위 ( echolocation ) E : ① 먹이 를 둘러싼 다툼 , ② 짝짓기 를 둘러싼 갈등 , ③ 횃대 에서 의 자리다툼 , ④ 잠자리 를 둘러싼 다툼 F , G : 하루 일과 중 언성 이 높 아 질 때 
 요벨 박사 는 " 소리 의 차이 에 는 미묘 한 뉘앙스 가 있 다 . 우리 가 발견 한 것 은 , 특정 한 음높이 ( pitch ) 차이 가 서로 다른 범주 를 특징짓 는다는 것 이 다 . 그러나 그렇 다고 해서 ' 짝짓 기 와 관련 된 소리 가 고음 이 고 , 먹이다툼 과 관련 된 소리 가 저음 이 다 ' 라고 일률 적 으로 말 할 수 는 없 다 " 라고 말 했 다 . 
 이어 " 이번 연구 에 의하 면 , 박쥐 들 이 매일 일상 적 으로 내 는 소리 에 도 풍부 한 정보 가 담겨 있 는 것 으로 보인다 . 우리 가 종전 에 ' 여기 서 꺼져 ! ' 라고 알 고 있 었 던 발성 ( vocalization ) 에 도 사실 은 많 은 정보 들 이 담겨 있 는 것 으로 밝혀졌 다 . 음 높이 말 고 도 , 향후 패턴 이나 강세 ( stress ) 와 같 은 요소 들 까지 추가 로 분석 하 면 , 박쥐 의 소리 에 코딩 되 어 있 는 정보 를 좀 더 상세 하 게 알아낼 수 있 을 것 이 다 " 라고 덧 붙였 다 . 
 유니 버시 티 칼리지 런던 ( UCL ) 의 케이트 존스 ( Kate Jones ) 박사 ( 생태학 , 생물 다양 성 ) 는 " 박쥐 의 사회 적 행동 을 해석 한 것 은 로제타석 ( Rosetta stone ) 에 새겨진 글귀 를 해독 한 것 이나 마찬가지 다 . 박쥐 의 발성 을 일부 해독 하 고 , 그 속 에 는 지금껏 우리 가 생각 했 던 것 보다 훨씬 더 많 은 정보 가 포함 되 어 있 음 을 알아냈 다니 참으로 대단 하 다 " 라고 평가 했 다 . 
 이 어 존스 박사 는 “ 연구 진이 사용 한 ' 박쥐 들 간 의 사회 적 신호 에 기반 을 둔 접근 방법 ' 을 이용 하 면 , 다른 동물 들 의 의사소통 방법 을 연구 하 는 데 도 도움 이 될 것 으로 보인다 . 그렇게 될 경우 , 동물 의 의사소통 을 이해 하 는 새 세상 이 열리 게 될 것 이 다 " 라고 말 했 다 . 
 논문 초록 음성 을 이용 한 동물 의 의사소통 은 종종 다양 하 고 구조 화 되 어 있 다 . 그러나 동물 의 발성 속 에 숨 어 있 는 정보 는 아직 알려 지 지 않 았 다 . 많 은 선행 연구 들 에 의하 면 , 동물 들 이 내 는 소리 에 는 발신자 ( emitter ) 와 맥락 ( context ) 에 대한 정보 가 담겨 있 다고 한다 . 그러나 선행 연구 들 은 종종 특정 한 종류 의 소리 만 을 집중 적 으로 연구 했 다 . 왜냐하면 , 모든 레 퍼 터리 를 한꺼번에 분석 한다는 게 거의 불 가능 하 기 때문 이 다 . 우리 는 이번 연구 에서 , 이집트 과일 박쥐 들 이 내 는 소리 를 몇 달 동안 연속 적 으로 모니터링 하 며 , 오디오 와 비디오 를 하루 24 시간 씩 내내 기록 했 다 . 우리 는 박쥐 들 이 일상 적 인 상호 작용 에 수반 되 는 15 , 000 개 의 발성 을 분석 하 여 , 모든 발성 은 특정 개체 를 향한 ' 메시지 ' 이 며 , 불 특정 다수 를 향한 ' 방송 ' 이 아니 라는 사실 을 발견 했 다 . 또한 박쥐 의 발성 에 는 ① 발신자 의 신원 , ② 소리 의 맥락 , ③ 소리 에 대한 행동 반응 , ④ 수신자 의 신원 에 대한 정보 가 풍부 하 게 담겨 있 는 것 으로 밝혀졌 다 . 이번 연구 결과 는 동물 이 일상 적 으로 음성 을 이용 하 여 1 : 1 로 ' 목표 지향 적 상호 작용 ' 을 한다는 것 을 시사 한다 . 출처 : The Guardian 
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