금붕어가 운전을 할 수 있을까?

여태껏 사람들은 금붕어의 지능이 낮을 것이라 은근히 무시를 해왔다. (예를 들면 금붕어의 기억력은 3초 밖에 못 간다.)

하지만 미래에는 금붕어에게 운전대를 맡기는 일이 생길지도 모르겠다. (동물 운전면허증이 생겨나게 될지도)

 

2022년 새해와 함께 날아든 소식이 있다. 한 연구 논문이 과학지에 게재가 되었다. 

금붕어를 대상으로 하여 차량을 제어하고 탐색하는 능력을 테스트해보는 실험이다.

아래 내용은 논문중의 일부를 번역기로 번역해서 간추린 내용이다. 

 

 

 

'뇌의 항법시스템은 동물에게 있어 생존에 필요한 중요한 능력이며 먹이를 찾고, 천적들을 피해 숨을 곳을 찾고, 짝 찾기 및 기타 다양한 행동에 중요하다. 동물의 왕국에서 그들의 기본적인 역할과 보편적인 기능을 고려할 때, 공간 표현과 탐색 메커니즘이 종, 생태계, 뇌 구조에 의존하는지 또는 일반적이고 보편적인 속성을 공유하는지 여부를 탐구하는 것이 합리적이다. 이 문제를 행동적으로 탐색하는 한 가지 방법은 한 종이 다른 종의 환경에 포함되어 있고 그렇지 않으면 친숙한 작업에 대처해야 한다. 여기에서 우리는 육상 환경에서 물고기의 탐색 능력을 연구함으로써 이 아이디어를 극한까지 밀어붙였다. 이를 위해 우리는 물고기의 움직임 특성, 수조 내 위치 및 방향에 반응하여 차량의 움직임을 바꾸는 바퀴 달린 육상 플랫폼을 사용하도록 금붕어를 훈련시켰다. 즉 경기장에서 물탱크의 위치이자 물고기는 탱크의 벽을 통해 관찰할 수 있는 육상 환경의 시각적 목표를 향해 차량을 구동하는 임무를 받았으며 실제로 차량을 작동하고 새로운 환경을 탐색하며 목표물에 도달할 수 있었다. 출발점, 막다른 골목을 피하고 위치 부정확성을 수정하는 동시에 이러한 결과는 물고기가 어떻게 공간 표현과 탐색 기술을 완전히 다른 육상 환경으로 이전할 수 있었는지 보여줌으로써 전자가 종과 무관한 보편적인 특성을 가지고 있다는 가설을 뒷받침한다.'

 

 

 

조금 더 자세히 설명하자면

물속 환경에 익숙한 금붕어에게 차량을 제어하여 육상 환경을 탐색할 수 있는 능력을 실험한 것이다. 

실험의 대상인 금붕어로는 길이는 15cm~18cm, 무게는 80g~120g, 암컷 1마리, 수컷 3마리, 미상 2마리로 총 6마리가 사용되었다. 

 

실험을 위해 금붕어가 운전하는 특수한 차량을 만들었다. 수조를 얹을 수 있는 40*40*19cm 크기의 플랫폼에 4개의 바퀴에 연결된 4개의 엔진이 금속 골격의 4면에 장착되었다. 플랫폼에 수조를 설치하여 수위가 15cm가 되도록 하였다. 차량이 움직이는 동안 평면파를 줄이기 위해 15cm의 비교적 얕은 수위를 선택했다. 

 

차량 모터 제어 시스템

물고기의 차량 제어는 카메라의 비디오 신호를 컴퓨터로 스트리밍함으로써 가능하게 되었으며, 컴퓨터는 수조에서 물고기의 위치와 방향을 찾기 위해 분할 및 감지를 수행했다. 물고기가 바깥쪽을 향하여 수조의 경계(벽) 부근에 위치했다면 차량은 그 방향으로 움직이도록, 안쪽을 향하고 있는 경우에는 움직임이 발생하지 않도록 되어있는 시스템이다.

즉 금붕어가 수조의 바깥쪽으로 가까이 가면 그 방향으로 차량이 움직이고 금붕어가 수조의 바깥쪽에서 중앙 쪽으로 가면 차량은 움직이지 않는 시스템이다.

처음에는 왔다 갔다 하며 분주하게 돌아다니다가 시간이 차츰 지나자 시스템을 이해하기 시작했다. 

 

 

 

이제 3~4m 정도 크기의 방안에 특수차량을 넣고 실험을 했다. 이 방에도 조금의 장치가 되어있다. 목적지에는 분홍색 골판지가 붙어있고 골판지에 차량이 닿게 되면 0.002g의 먹이가 나오는 장치를 했다. 그리고 방 곳곳에는 가짜 목적지를 한 곳 이상 붙여놓았다. 금붕어가 일반 먹이와 동일한 먹이 펠릿 보상으로 목표물을 향해 차량을 운전할 수 있는지 여부를 테스트했다. 

 

그 결과 처음에는 구간을 빙빙 도는 행동을 반복하다 시간이 지나자 규칙을 이해하고 진짜 목적지와 가짜 목적지를 구분해가며 목적지에 반복적으로 도착에 성공했고 인위적으로 차량을 이동시켜놓아도 역시 목적지를 찾아갈 수 있었다. 

많은 과학자들은 동물은 자신이 진화해온 환경만 이해할 수 있다고 생각해 왔다. 하지만 이 실험의 결과는 보상이 있다면 완전히 다른 환경이라 하더라도 충분히 이해하고 탐색하면서 적응할 수 있다는 것을 보여주었다.

 

동물에게 차량을 조작하게 하는 실험은 이번이 처음은 아니다. 2019년경에도 쥐를 대상으로 한  이와 같은 실험이 있었다. 그 실험에서도 쥐는 차량을 제어해서 먹이를 보상받았다. 

이번 실험은 쥐를 대상으로 했던 실험보다도 그 의가 더 크다 하겠다. 쥐의 경우는 육지의 환경에 익숙하게 살아왔지만

금붕어의 경우는 육지의 환경을 이해하고 적응하기엔 많은 어려움이 있으리라 생각했기 때문이다. 

 

'만물의 영장이라 자부하던 인간이라는 존재가 머지않은 미래에는 금붕어에게 까지 일자리를 빼앗길 것을 걱정하게 되어버리는 것은 아닌지... 로봇에게도 밀려나고, 인공지능에도 밀렸는데, 동물에게 까지도 밀려난다면 어찌하란 말인가.'

혹여라도 이런 걱정을 하는 사람은 없길 바란다. 

언제일지 몰라도 그런 미래가 오더라도 본인은 절대 금붕어에게 운전대를 맡길 생각이 없음을 밝혀두는 바이다.

 

하지만, 이런 실험과 연구들은 계속되어서 많은 것들이 밝혀지고 뇌의 신비, 우주의 신비가 벗겨지는 날이 기다려지는 것 또한 사실이다.