 |
| 생명과학자들이 직접 만든 AI, 사전 지식 없이 쥐위 자폐 사회성 결함 스스로 찾아내다 |
동물의 움직임과 몸짓을 인간의 언어처럼 완벽하게 읽고 그 안에 담긴 의미와 심리를 이해하는 인공지능이 세계 최초로 등장했습니다.
한국과학기술원(KAIST) 뇌인지과학과 김대수 교수 연구팀은 동물의 행동 데이터를 자연어처럼 학습하여 자폐 모델 생쥐의 사회적 행동 결함을 스스로 찾아내는 혁신적인 AI 모델 ‘비헤이버트(BehaVERT)’를 개발했다고 밝혔습니다.
이번 연구는 AI가 단순히 동물의 움직임을 분류하는 차원을 넘어, 행동의 '맥락과 의미'를 인지하고 생물학적으로 중요한 단서를 찾아낼 수 있음을 증명하며 해석 가능한 뇌과학의 새로운 패러다임을 제시했습니다.
생쥐의 신체 좌표를 '단어(토큰)'로 변환… 자연어 처리 BERT 모델 탑재
연구팀은 생쥐의 코, 귀, 척추, 사지, 꼬리 등 주요 신체 부위의 골격 좌표를 추출한 뒤, 이를 자연어의 단어에 해당하는 ‘토큰(token)’으로 변환하여 학습시키는 방식을 사용했습니다.
이 데이터를 구글의 대표적인 자연어 처리 알고리즘인 'BERT' 기반의 트랜스포머 모델에 입력해 학습시킨 결과, AI는 시간의 흐름 속에서 동물의 행동 구조와 의미를 스스로 학습해 나갔습니다.
비헤이버트는 사회적 상호작용, 다개체 행동, 3차원 움직임 분석 등 글로벌 표준 벤치마크 5종에서 기존 최고 수준의 성능을 가볍게 뛰어넘었습니다.
특히 이 모델은 자신이 어떤 행동 데이터에 주목해 이러한 판단을 내렸는지 연구자에게 역으로 설명해 줄 수 있는 ‘해석 가능성(interpretability)’까지 갖추어 높은 신뢰도를 확보했습니다.
사전 지식 없이 '자폐 행동 결함' 스스로 발견… "행동에도 언어 구조 존재"
놀라운 점은 AI가 생물학적 사전 지식을 전혀 학습하지 않은 상태에서, 자폐 모델 생쥐(Shank3B 유전자 결손)와 정상 생쥐를 완벽히 구분해 냈다는 사실입니다.
비헤이버트는 두 개체가 구분되는 결정적 요인으로 ‘입과 입을 맞대는 접촉(oral-oral contact)’ 행동의 결함에 집중했습니다.
이는 자폐 모델 생쥐가 접근은 정상적으로 하나 실제 깊은 상호작용에는 한계를 보인다는 기존 뇌과학 연구 결과와 정확히 일치합니다.
연구를 주도한 제1저자 신승재 박사를 비롯한 연구진은 모두 생명과학 전공자들로, 직접 AI 기술을 습득해 행동 분석에 특화된 모델을 설계해 냈습니다.
김대수 교수 연구실은 쥐의 행동을 가상공간에 구현하는 ‘아바타(AVATAR)’ 기술을 통해 테크 기업 ㈜액트노바를 창업한 바 있어, 이번 연구 역시 강력한 비즈니스 스케일업으로 이어질 전망입니다.
뇌과학·신약 개발을 넘어 '차세대 행동 파운데이션 모델'로 도약 예고
김대수 교수는 “비헤이버트는 행동을 분류하는 기술을 넘어 행동의 본질적 의미까지 이해할 수 있는 이정표적 모델”이라며, “향후 신약 개발, 정신질환 연구, 행동유전학 등 생명과학의 핵심 연구 도구가 될 것”이라고 강조했습니다.
이번 연구 성과는 컴퓨터비전 분야 세계 최고 권위 학술지인 'International Journal of Computer Vision(IJCV)'에 게재되며 글로벌 학계의 찬사를 받았습니다.
동물의 행동 속에 숨겨진 언어를 해독하는 이 기술은 장차 반려견·반려묘의 미세한 바디랭귀지를 완벽히 번역하는 펫 테크 서비스로도 확장될 무한한 잠재력을 품고 있습니다.