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[IT뉴스]AI, 동물 행동을 인간처럼 구분하다…다양한 동물 행동패턴 정확히 인식
온카뱅크관리자
조회:
26
2024-05-22 14:09:52
<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">IBS, 동물 움직임 기반 행동 분석도구 '섭틀' 개발<br>실험쥐와 인간 행동 구분..로보틱스 활용 기대</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="uRQv0gloTq"> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="7u0aC2o9vz" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="IBS는 동물의 3차원 움직임 정보를 바탕으로 AI 학습을 통해 동물의 행동을 분류, 분석하는 새로운 분석도구인 '섭틀'을 개발했다. 섭틀을 통해 분석된 실험 쥐의 행동 패턴. IBS 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202405/22/dt/20240522140953813pvuo.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="0jiJwze7CK" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img3.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202405/22/dt/20240522140953813pvuo.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> IBS는 동물의 3차원 움직임 정보를 바탕으로 AI 학습을 통해 동물의 행동을 분류, 분석하는 새로운 분석도구인 '섭틀'을 개발했다. 섭틀을 통해 분석된 실험 쥐의 행동 패턴. IBS 제공 </figcaption> </figure> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="z7pNhVg2C7" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="5개의 카메라로 생쥐의 움직임을 촬영한 키포인트의 3차원 액션 스켈레톤 움직임 데이터 추출. IBS 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202405/22/dt/20240522140955016xzsj.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="pvrBRyzTTb" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202405/22/dt/20240522140955016xzsj.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 5개의 카메라로 생쥐의 움직임을 촬영한 키포인트의 3차원 액션 스켈레톤 움직임 데이터 추출. IBS 제공 </figcaption> </figure> <figure class="figure_frm origin_fig" dmcf-pid="qEAp8C3ISu" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="차미영(왼쪽) 데이터 사이언스 그룹 CI단장, 이창준(왼쪽 두번째) 인지·사회성 연구단장을 포함한 IBS 주요 연구진 모습. IBS 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202405/22/dt/20240522140956468nuqx.jpg" data-org-width="540" dmcf-mid="URI2iHKGvB" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img4.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202405/22/dt/20240522140956468nuqx.jpg" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 차미영(왼쪽) 데이터 사이언스 그룹 CI단장, 이창준(왼쪽 두번째) 인지·사회성 연구단장을 포함한 IBS 주요 연구진 모습. IBS 제공 </figcaption> </figure> <p dmcf-pid="BDcU6h0CWU" dmcf-ptype="general">동물의 행동을 분석할 수 있는 AI 기반의 분석기술이 나왔다. 인간 개입을 최소화해 편향 없이 동물 행동을 분석할 수 있어 생물학 연구부터 로보틱스 산업 등 다양한 분야에 활용할 수 있게 됐다.</p> <p dmcf-pid="bwkuPlphWp" dmcf-ptype="general">기초과학연구원(IBS)은 이창준 인지·사회성 연구단장과 차미영 데이터 사이언스 그룹 CI단장 연구팀은 공동으로 동물의 3차원 움직임 정보를 AI로 학습해 동물 행동을 분류·분석하는 도구 '섭틀(SUBTLE)'을 개발했다고 22일 밝혔다.</p> <p dmcf-pid="KZGRkUxpv0" dmcf-ptype="general">동물 행동 분석은 기초 신경과학 연구와 질병 진단·치료 연구 등 다양한 연구 분야의 핵심 도구로 쓰인다. 최근에는 AI를 활용해 시간에 따라 복잡하게 변화하는 동물 행동을 정확히 이해하고 분석하려는 노력이 활발하다. </p> <p dmcf-pid="95HeEuMUl3" dmcf-ptype="general">하지만, 특정 움직임의 시간, 빈도 등 저차원 데이터만을 분석하는 기존 방식은 데이터를 가지고 반복적으로 학습시켜야 하기 때문에 데이터 구축에 많은 시간과 노력이 들어간다. 분석결과도 실험자의 주관적 판단에 의해 왜곡될 수 있다. </p> <p dmcf-pid="21XdD7RuWF" dmcf-ptype="general">연구팀은 각광받고 있는 AI 분석방법인 '비지도 학습'으로 3차원 모션 캡처장비를 통해 추출한 3차원 움직임 정보를 분석해 동물 행동을 정확히 분류할 수 있는 분석 프레임워크를 개발했다. 비지도 학습은 명시적인 결괏값(해답)이 없는 학습데이터로부터 AI가 스스로 데이터의 패턴과 구조, 특성을 찾아 유사성에 따라 클러스터로 묶어 분석하는 방식이다. 인간 개입을 최소화하면서 편향 없이 동물 행동을 분석할 수 있는 장점이 있다.</p> <p dmcf-pid="VHYMcpQ0Wt" dmcf-ptype="general">연구팀은 여러 대의 카메라로 생쥐의 움직임을 촬영해 머리, 다리, 엉덩이 등 9개 키포인트 좌표를 추출한 뒤 시간에 따른 3차원 움직임 데이터를 얻어 이를 2차원으로 축소해 간결하게 변환했다. 이를 토대로 유사성이 높은 상태를 묶어 서브클러스터로 군집화하고, 이 서비스클러스터를 다시 정형화된 행동 패턴의 슈퍼클러스터로 군집화했다.</p> <p dmcf-pid="fXGRkUxpl1" dmcf-ptype="general">이 과정에서 행동 데이터 클러스터를 평가하는 지표인 'TPI'를 이용해 행동 분류에 최적화된 알고리즘을 조합해 '섭틀'을 개발했다. 섭틀로 실험 쥐의 움직임을 분석·검증한 결과, 뒷발로 서기와 네발로 걷기, 멈추기 등 다양한 행동 패턴들을 정확하게 구분했다. 기존 행동 분석 방법보다 2배 이상 정확도를 보였고, 인간이 분류한 정밀도와 유사했다고 연구팀은 설명했다.</p> <p dmcf-pid="4ZHeEuMUl5" dmcf-ptype="general">섭틀은 새끼 실험쥐와 성체 실험쥐 그룹 간 행동 데이터의 미묘한 차이까지 식별하고, 팔굽혀 펴기와 들어올리기 등 인간의 운동 동작도 정확히 구분했다. 연구팀은 관련 기술을 AI 기반 임상·비임상 행동 시험분석 회사인 액트노바에 이전했고, 섭틀 코드를 오픈소스로 공개했다.</p> <p dmcf-pid="8GWxA0P3CZ" dmcf-ptype="general">차미영 CI 단장은 "뇌과학과 데이터과학의 협력을 통한 결실로, 향후 동물의 움직임을 모방하는 로보틱스 산업과 행동 패턴 인식이 필요한 산업 전반에 유용하게 활용될 것"이라고 말했다.</p> <p dmcf-pid="6HYMcpQ0WX" dmcf-ptype="general">이창준 인지·사회성 연구단장은 "인간 개입을 최소화하면서 동물의 복잡한 행동을 이해할 수 있는 효과적인 행동 분석 프레임워크를 개발한 연구성과"라며 "행동을 인지하는 뇌의 원리를 보다 깊게 이해하는 분석도구로 쓸 수 있다"고 기대했다.</p> <p dmcf-pid="PXGRkUxpyH" dmcf-ptype="general">이 연구결과는 세계적인 AI 컴퓨터 비전 학술지 '국제컴퓨터비전학술지(IJCV)' 지난 20일 온라인에 게재됐다. 이준기기자 bongchu@dt.co.kr</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 디지털타임스. 무단전재 및 재배포 금지.</p>
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