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국내 과학자 팀은 인공지능을 사용하여 팬더의 짝짓기 및 번식 문제에 개입하고 있습니다. 자이언트 팬더의 음성적 특징을 시작으로, 짝짓기 시기에 접어든 자이언트 팬더의 음성적 특징을 분석한다. 알고리즘 모델을 통해 대왕판다의 짝짓기 성공률을 자동으로 예측하여 동물학자의 연구에 도움을 제공할 수 있습니다.

최신 통계에 따르면, 2019년 11월 현재 전 세계적으로 사육 중인 자이언트 팬더는 600마리에 불과하지만 야생에는 1,864마리만 서식하고 있습니다.

자이언트 팬더는 낮은 번식력과 생존율로 인해 한때 멸종 위기에 처해 있었습니다. 최근 몇 년 동안의 보호와 치료를 통해 멸종 위기종 목록에서 취약종 목록으로 옮겨졌습니다.

야생에서 암컷 자이언트 팬더는 4살이 되어 성체가 된 후 1년에 한 번 발정기를 맞는데, 각 발정기는 2~3일로 짧게 지속됩니다. 하지만 인공적으로 번식된 자이언트 팬더는 오랫동안 야생 환경에서 벗어나 있었기 때문에 자연적인 발정률이 낮은데, 단 며칠 만에 짝짓기에 적합한 수컷 팬더를 찾는 것은 더더욱 어렵습니다.

동물원과 번식 센터는 모두 인공 번식 방법을 개선하여 자이언트 팬더의 번식력과 번식률을 높이기를 바라고 있습니다.

최근, 쓰촨 대학, 쓰촨 멸종 위기 야생 동물 보존 생물학 중점 실험실, 쓰촨 자이언트 팬더 과학 아카데미의 연구원들은 "오디오 기반 자이언트 팬더 페어링 성공 자동 예측"이라는 제목의 논문을 발표했는데, 이 문제를 해결하기 위한 새로운 아이디어를 제시했습니다.

소리를 통한 자이언트 팬더의 발정 상태 판별

이전 데이터에 따르면, 자이언트 팬더는 번식기에 특별한 음성 행동을 보이며, 이 소리에는 중요한 정보가 담겨 있습니다. 예를 들어, 개체의 발정 상태, 이성에 대한 애정의 정도 등과 같은 정보는 짝짓기와 번식의 성공 또는 실패를 결정합니다.

이 연구에서는 최초로 자이언트 팬더의 소리에 기반한 AI 방법을 시도했으며, 모델을 사용하여 자이언트 팬더의 짝짓기 성공률을 자동으로 예측했습니다.

이 연구에서는 음성 감정 인식(SER) 기술과 딥 신경망을 사용하여 판다의 독특한 음성적 특징을 학습하고, 발성 유형을 정의하고 판단한 다음, 이전 데이터를 결합하여 두 판다의 성공적인 짝짓기 가능성을 자동으로 예측했습니다.

구체적인 방법은 다음과 같습니다. 연구진은 번식 과정 중에 녹음된 대왕판다의 짝짓기 오디오 시퀀스를 받은 후, 먼저 대왕판다 소리의 작은 부분을 잘라낸 다음 크기와 길이를 정규화했습니다.

다음으로, 오디오 클립에서 추출한 음향 특징을 심층 신경망에 입력하고, 훈련된 모델은 매치가 성공할지 실패할지를 예측합니다.

결과를 비교하면 두 팬더가 성공적으로 짝짓기를 할 확률을 알 수 있습니다.

알고리즘을 사용하여 팬더 번식력 향상

알고리즘 모델의 예측 결과를 얻은 후, 대왕판다 사육사는 적절한 후속 조치를 취해 전반적인 번식률을 개선할 수 있으며, 이를 통해 지능적인 대왕판다 번식에 강력한 데이터 차원의 도움이 제공됩니다.

연구자들은 지난 9년간의 데이터 세트에 대해 이 방법을 평가하여 실제 상황과 일치하는 결과를 얻었습니다. 동시에, 오디오 기반 자동 짝짓기 성공 예측 방법이 대왕판다 번식을 돕는 데 큰 잠재력이 있다는 것이 입증되었습니다.

본 연구의 후속 연구에서는 팬더 소리 데이터의 내용을 확장하여 이 방법의 실제적 효과를 더욱 검증할 예정입니다.

연구팀은 또한 소리와 시각에서 더욱 세분화된 데이터 정보를 탐색하는 것을 포함하여 이 방법의 차원을 확장할 계획입니다.

자이언트 팬더: 중국의 인기 향상

1957년 초, 중국은 구소련 정부와 국민에게 '국가 선물'이라는 이름으로 자이언트 팬더 '핑핑'과 '지즈'를 선물했는데, 이를 통해 자이언트 팬더 외교의 선례가 마련되었습니다.

1972년 당시 미국 대통령 닉슨이 중국을 방문하여 두 나라 간 직접 대화를 시작했습니다. 닉슨이 미국으로 돌아온 직후, 중국은 미국에 팬더 한 쌍을 선물로 선물했습니다.

워싱턴 포스트는 당시 기사의 헤드라인으로 일련의 의성어를 사용한 전례 없는 일을 저질렀습니다. "아아, 귀여워. 아아, 귀여워!"

2018년 현재 중국은 전 세계 12개국 14개 동물원과 자이언트 팬더에 대한 장기 협력 연구 관계를 수립했으며, 해외에는 총 40마리의 중국 자이언트 팬더가 서식하고 있습니다. 귀여운 자이언트 팬더는 세계에서 가장 귀여운 동물이자 중국의 "친선대사"가 되었습니다.

과거의 단순한 관람에 비해, 최근 몇 년 동안 중국과 전 세계의 연구 기관을 통해 자이언트 팬더에 대한 협력 연구가 점점 더 많아지고 있습니다. 이러한 귀여움을 유지하고 좋은 번식을 보장하기 위해서는 중요한 고리가 됩니다.

따라서 신경망을 잘 연구하면 자이언트 팬더가 이상적인 짝을 찾는 데 도움이 될 뿐만 아니라, 당신에게도 좋은 인연이 될 수 있습니다.

논문 주소: https://arxiv.org/pdf/1912.11333v1.pdf

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