인공지능(AI) 시대의 도래와 함께 딥러닝 기술의 중요성이 점점 더 증가하고 있다. 딥러닝은 컴퓨터가 외부 데이터를 스스로 조합하고 분석하여 자가 학습하는 기술이다.

이와 관련해 흥미로운 연구 결과가 발표됐다. 평화의 상징으로 여겨지는 비둘기가 AI 모델과 매우 유사한 방식으로 일부 문제를 해결한다는 사실이다.

과학기술 전문매체 톰스하드웨어(tom’s HARDWARE)는 최근 비둘기가 연상학습이라는 무차별 공격 학습방법을 사용한다는 것을 밝힌 오하이오 주립대학교 연구원들의 연구 결과에 대해 보도했다.

연구에 따르면, 비둘기와 현대 컴퓨터 AI는 인간의 사고 방식을 난해하게 만들 수 있는 복잡한 문제들에 대해서도 해결책을 찾아낼 수 있는 능력을 가지고 있다.

오하이오 주립대학교 브랜던 튜너(Brandon Turner) 심리학 교수와 아이오와 주립대학교 에드워드 와서먼(Edward Wasserman) 연구원은 국제저명학술지 '아이사이언스(iScience)'에 비둘기와 AI학습 방법의 새로운 연구 결과를 발표했다.

이 연구의 주요 내용을 살펴보면 비둘기는 광범위한 시각적 분류 작업을 해결할 수 있는 능력이 있다. 이러한 작업 중 일부는 고급 인지력과 주의력 과정을 필요로 하는 것처럼 보이지만, 컴퓨터 모델링 결과 비둘기가 그렇게 복잡한 과정을 거치지 않고도 문제를 해결할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 단순한 연상학습 메커니즘만으로도 비둘기의 문제 해결 능력을 충분히 설명할 수 있다는 것이다.

오하이오 주립대학교 뉴스 블로그에 따르면 튜너 교수는 비둘기가 컴퓨터 AI와 유사한 방식으로 학습을 한다는 강한 직관에서 연구가 시작되었다고 한다.

초기 연구는 이전의 가설과 관찰을 입증했다. 튜너 교수는 "비둘기의 학습을 안내하는 메커니즘이 현대 기계학습과 AI 기술을 지배하는 원칙들과 상당히 유사함을 나타내는 강력한 증거를 찾아냈다"고 말했다.

비둘기의 '연상학습' 능력은 인간이나 다른 영장류가 접근하기 어려운 복잡한 문제에 대한 해법을 찾아낼 수 있음을 시사한다. 일반적으로 영장류의 사고방식은 선택적인 주의 집중과 명시적 규칙 적용에 의해 이루어지며, 이러한 방법이 때때로 특정 문제 해결에 장애가 될 수 있다는 점에서 대조를 이룬다.

튜너 교수 팀은 연구를 위해 비둘기를 네 가지 다양한 난이도의 작업으로 테스트했다. 비둘기들은 간단한 작업에서 시간이 흐름에 따라 올바른 선택을 배우는 법을 습득해 성공률을 약 55%에서 95%까지 향상시킬 수 있었다.

반면, 가장 복잡한 작업에서 비둘기는 연구 기간 동안 성공률이 55%에서 68%로 뚜렷한 진전을 보이지 않았다.

그렇지만, 이 연구 결과는 비둘기의 학습능력이 AI 모델의 학습 성능과 유사한 점을 보여줬다는 점에서 의미가 있다. 연구진은 비둘기와 기계 학습 시스템 둘 다 성공적인 결정을 내리기 위해 연관 학습과 오류 수정 전략을 사용하는 것으로 해석했다.

튜너 교수는 '인간 대 비둘기 대 AI 학습 모델'에 대한 주석에서 규칙을 설정하더라도 일부 복잡한 작업을 단순화하는 데 도움이 되지 않아 사람들이 그 작업을 포기하게 만들 수 있다고 지적했다. 그는 이어 "비둘기나 기계 AI는 이러한 시행착오와 연관 학습 방법이 특정 상황에서 인간보다 더 우수한 성능을 보일 수 있다"고 덧붙였다.

이 연구는 프랑스 철학자 르네 데카르트가 1646년 뉴캐슬 후작에게 보낸 편지에서 언급했던, 동물을 '감정이 없는 기계', 즉 단순한 유기체 반응의 충동에 따르는 존재로 간주했던 관점을 재고하게 만든다.

오하이오 주립대학교 블로그는 인간은 과거에 비둘기를 멍청하다고 여겼을지도 모르지만, 이제는 현대 컴퓨터 AI의 최첨단 성과가 실제로는 비교적 단순한 비둘기의 연관 학습 메커니즘에 기초할 수 있다는 사실을 인정해야 한다고 언급했다.

이번 연구가 앞으로 컴퓨터 과학에 어떤 영향을 미칠지는 좀 더 시간을 두고 기다려 봐야 할 것 같다. AI와 기계 학습 분야의 연구자들과 뉴로모픽 컴퓨팅을 발전시키는 개발자들은 이 연구에서 중요한 통찰력을 얻을 수 있을 것으로 기대된다.