인공지능이 단순한 새소리의 복잡성을 드러낸다

수컷 얼룩말핀치의 노래를 들어보세요.

과학자들은 믿는다 대부분의 수컷 명금류는 자신의 체력을 보여주기 위해 다양한 노래를 부르도록 진화했습니다. 이 이론에 따르면 더 건강한 명금류는 보컬 기술을 연구하는 데 더 많은 시간과 에너지를 갖게 되어 다양한 보컬 레퍼토리로 여성의 관심을 끌 수 있습니다.

기계 학습을 사용한 새로운 연구에 따르면 새들은 한 음에 충실할 수 있지만 노래하는 방식에 따라 큰 차이가 발생합니다. 수요일 네이처 저널에 게재이 연구는 얼룩말핀치 한 마리의 노래의 복잡성과 잠재적 짝에게 “단순”해 보이는 노래에서 암컷 명금류가 들을 수 있는 노래를 보여줍니다.

연구자들은 새 소리를 분석할 때 소리를 듣지 않고 소리 파일을 시각화한 스펙트로그램을 보는 경우가 많습니다.

“그래서 저는 이렇게 정리했습니다. '인간이 하는 일은 이 오디오 파일의 이미지를 보는 것입니다.'” “기계 학습과 딥 러닝을 사용하여 이를 수행할 수 있습니까?”라고 새로운 연구의 수석 저자이자 다니엘 알람(Daniel Allam)이 말했습니다. 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 캠퍼스의 박사후 연구원이요. 그게요?”

Allam은 University of Texas Southwestern Medical Center의 부교수인 Todd Roberts 및 다른 동료와 협력하여 기계 학습을 사용하여 수십만 개의 얼룩말 핀치 노래를 분석하여 서로 어떻게 다른지, 어떤 차이점이 가장 매력적인지 확인했습니다. 암컷 노래하는 새들에게. .

연구자들은 여성의 관심을 끄는 것으로 보이는 한 가지 지표를 발견했습니다. 바로 노래에서 음절이 널리 퍼져 있다는 것입니다. 여성은 세그먼트 사이의 더 긴 “경로”를 선호하는 것 같습니다. 이는 인간이 노래를 듣거나 스펙트로그램을 보면 쉽게 알아낼 수 있는 것이 아니지만, 이러한 알고리즘이 클립을 매핑하는 방식을 기반으로 연구자들은 이를 새로운 방식으로 볼 수 있었습니다.

그들의 가설을 검증하기 위해 연구자들은 결과를 새들에게 돌려보냈습니다.

그들은 암컷이 더 긴 경로를 가진 새를 선호하는지 확인하기 위해 인공 새 노래를 생성했으며, 이는 새의 대상 청중이 연구원의 컴퓨터와 동일한 패턴을 선택했음을 시사합니다.

핀치새의 인공적인 노래와 음절의 차이를 듣고 알아보세요.

Allam과 그의 동료들은 또한 작은 새들이 짧은 새들에 비해 장거리 노래 패턴을 배우는 데 어려움을 겪는다는 사실을 발견했는데, 이는 더 건강한 새들이 그러한 패턴을 더 잘 배울 수 있음을 시사한다고 연구원들은 말했습니다.

단순한 새소리의 숨겨진 비밀

이 연구 결과는 다른 종에서 나타난 것과 일치합니다. 노래가 더 복잡하거나 어려울수록 암컷 새에게 더 매력적입니다.

새로운 논문에는 참여하지 않았지만 Vanderbilt의 연구원인 Kate Snyder는 “동물의 의사소통에서 많은 신호는 기본 특성에 대한 정직한 신호를 의미합니다.”라고 말했습니다.

예를 들어, 공작새를 보면 더 길고 아름다운 꼬리를 가진 수컷 새가 짝을 유인하는 데 더 좋다는 것을 알 수 있다고 그녀는 말했습니다. 이런 꼬리를 유지하는 것은 새에게 있어서 비용이 많이 듭니다. 따라서 꼬리를 아름답게 유지하는 데 전념할 시간을 가지려면 먹이를 찾고 환경에서 살아남는 데 능숙해야 합니다.

Snyder는 “학습에는 많은 시간, 에너지, 두뇌 공간이 필요합니다.”라고 말했습니다. 가장 건강한 수컷 새들만이 노래를 배우는 데 전념할 시간과 에너지를 가질 수 있습니다.

참새들 사이에서는 지금까지 이러한 행동을 발견하기가 어려웠습니다.

Roberts는 “우리는 이 단일 노래 레퍼토리가 단순한 행동일 수 있다고 생각했습니다.”라고 말했습니다. “그러나 우리가 보고 있는 것은 그것이 이전에 인식했던 것보다 더 복잡할 수 있다는 것입니다.”