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소통 이해하기
동물의 소통은 무엇일까?
땅땅땅. 지금부터 세계동물회의를 시작하겠습니다. 저는 사회자 ‘고도치’입니다. 오늘의 회의 주제는 ‘미래를 위한 동물과 사람의 소통법’입니다.
고도치가 사회를 보다니…. 대단한데?
먼저 ‘소통’에 대해 얘기해 보겠습니다. 소통은 어떤 사실이나 생각, 정보를 남과 주고받는 것을 의미해요. 사람은 가정과 학교, 일터에서 다른 사람들과 소통합니다. 그런데 사람뿐 아니라 동물도 소통을 합니다. 동물 역시 무리를 지어 살며 사회생활을 하기 때문이지요.
사회생활로 소통 필요
대부분의 동물은 무리를 지어 살아요. 무리를 지으면 좋은 점이 많기 때문입니다. 우선 추위로부터 몸을 보호할 수 있고, 집을 짓기 쉬우며, 천적으로부터 안전하게 자신을 지킬 수 있어요. 또 먹이를 구하거나 짝짓기 상대를 찾기도 쉽고요. 이런 여러 가지 좋은 점 때문에 동물은 모여 살아요. 모여 살려면 소통이 필요해요. 그래서 동물은 다양한 소통법을 발달시켜 왔지요. 지금부터 동물 소통 현장으로 가 볼게요!
동물 언어 1 몸짓하기
동물의 몸짓은 중요한 소통 수단이에요. 꿀벌 같은 작은 동물은 춤으로, 긴팔원숭이 같은 큰 동물은 손짓, 발짓으로 소통한답니다.
동물 언어 2 소리 내기
동물은 환경이나 상황에 따라 다양한 소리로 소통해요. ‘컹컹’, ‘으르렁’, ‘까악까악’, ‘개굴개굴’ 같이 소리를 내며 소통하는 동물을 쉽게 찾을 수 있어요.
동물 언어 2-1 초음파 내기
들리지 않는 소리로 소통하는 동물도 있어요. 소리는 파동이에요. 파동은 어떤 부분에서 생긴 주기적인 진동이 주위로 멀리 퍼져가는 현상을 의미한답니다. 파동의 단위로 ‘헤르츠’를 쓰는데, 1헤르츠(㎐)는 파동이 1초에 한 번 오르락 내리락하며 지나가는 것을 의미해요. 사람은 16㎐~2만㎐ 주파수의 소리만 들을 수 있고 이 범위를 ‘가청주파수’라고 합니다. 이 범위를 넘으면 ‘초음파’, 즉 사람에게 들리지 않는 소리가 난답니다. 초음파로 소통하는 대표적인 동물은 박쥐와 돌고래예요. 사람에게는 들리지 않는 대화가 동굴과 바다에서 오가고 있답니다.
동물 언어 3 냄새 맡기
후각이 발달한 동물은 냄새로 상대방과 소통합니다. 개는 킁킁거리며 상대방의 몸이나 흔적에서 냄새를 쉽게 맡을 수 있어요. 개는 사람보다 비강이 훨씬 넓어요. 후각세포도 40배가 넘게 많답니다. 그래서 개의 후각능력은 사람보다 1만 배 이상 발달했어요.
잠깐! 이런 초음파 동물도 있다?
필리핀 민다나오와 보홀, 레이테 섬에서 만날 수 있는 안경원숭이는 6만7000~7만9000Hz의 초음파를 내고 최대 9만1000Hz의 초음파를 인식할 수 있다. 또 보르네오 섬에는 초음파로만 소통하는 ‘머리에 구멍 난 개구리’도 있다. 주변에 시끄러운 폭포가 있어 귀가 두개골 쪽으로 들어가 머리가 구멍 난 것처럼 보인다. 개나 고양이, 쥐도 초음파를 내는 경우가 있다.
소통의 수단, 언어
동물언어, 사람언어와 무엇이 다를까?
앞서 살펴본 동물의 몸짓하기, 소리 내기, 냄새 맡기 같은 행동을 ‘동물언어’라고 해요. 반면 사람이 쓰는 말이나 글은 ‘사람언어’랍니다. ‘언어’가 소통의 수단을 의미하거든요. 저 같이 특별한 능력을 가진 동물과 함께라면 사람과 동물이 같은 언어로 얘기할 수 있겠지만…. ‘SOS! 애니몽’에서만 만날 수 있는 상황이겠죠? 사람언어와 동물언어가 어떤 차이가 있는지 알아볼까요?
사람과 동물, 언어 유전자가 다르다!
언어는 ‘FOXP2’라고 부르는 유전자와 관련돼 있어요. 이 유전자는 사람뿐 아니라 다른 포유류, 조류에게도 발견할 수 있답니다. 하지만 사람의 FOXP2 유전자는 변이돼 다른 동물과 달라요. 유전 정보가 98.8% 같은 침팬지의 FOXP2 유전자와 비교했을 때 0.3%정도 형태가 다르다고 밝혀졌답니다. 최근 미국 매릴랜드대학교 의과대학 마이클 보어 박사팀은 FOXP2 유전자가 만드는 단백질이 뇌에 많을수록 말하는 능력이 빠르게 발달한다는 연구 결과를 발표했어요. 4~5세 어린이의 뇌를 조사해 보니 여자 어린이의 FOXP2 단백질 수치가 남자 어린이에 비해 30% 높게 나타났답니다. 보통 여자 어린이가 비슷한 나이의 남자 어린이보다 말을 잘하는데, 그 이유가 유전자에 있었던 거예요.
잠깐! 사람언어를 사용하는 동물이 있다고?
앵무새나 구관조는 말을 잘하는 동물로 유명하다. 혀의 모양이 사람과 비슷하고 흉내 내기를 좋아하기 때문이다. 그런데 앵무새나 구관조가 아닌 말하는 포유류가 2006년 우리나라에서 등장했다. 에버랜드 동물원에 있는 코끼리인 ‘코식이’는 실제로 “좋아”, “안 돼”, “누워”, “발” 같은 소리를 낼 수 있다. 코끼리는 보통 사람에게 들리지 않는 14Hz 정도의 소리인 초저주파로 대화를 나누는데, 코식이는 코끝을 혀 위에 올려 사람에게 들리는 소리를 만든다. 2012년 독일 제나대학교 생물 물리학자 다니엘 미첸은 코식이가 말할 때 발음하는 ‘a’, ‘o’, ‘u’ 소리의 주파수는 사육사의 목소리와 비슷하다고 밝혔다. 사육사와 20년 가까이 살면서 코식이가 사육사와 더 친해지려고 말을 스스로 흉내내게 됐다는 이야기다. 하지만 코식이의 소리에도 우리 말과 동일한 의미가 담겨 있다고는 볼 수는 없다.
사람언어 VS 동물언어
사람은 무엇이든 언어로 표현할 수 있어요. 하지만 동물은 어류가 10~15, 조류가 15~25, 포유류가 20~40가지만 ‘동물언어’로 표현할 수 있답니다. 비교동물학자인 콘라드 로렌츠는 “동물의 언어는 사람의 언어와 비교할 수 없다. 단지 하품을 하고 이마의 주름을 잡거나 웃는 표정 정도로만 생각할 수 있다”고 말했어요. 동물언어는 사람언어라기보다 분위기를 드러내는 ‘비언어적 표현’과 비슷하다는 의미랍니다. 언어학자 김진우가 ‘언어-이론과 그 응용’에서 정리한 사람언어와 동물언어의 차이점은 다음과 같습니다.
언어의 분절성
사람의 언어는 의미와 소리가 ‘분절’돼 있다. 하나의 의미를 여러 가지 소리로, 하나의 소리를 여러 가지 의미로 표현할 수 있다.
언어의 창의성
사람은 어떤 대상을 보고 전혀 다른 단어로 표현할 수 있다. 새로 단어를 만들기도 하고 서로 다른 단어를 조합하기도 한다.
언어의 교환성
사람은 남녀가 같은 언어로 소통할 수 있다. 반면 닭과 같은 동물은 수컷이 낸 소리의 의미를 암컷이 알지 못해 소통하지 못하는 경우도 있다.
언어의 전위성
사람은 지금과 여기가 아닌 상황(전위)을 언어로 표현할 수 있다. 하지만 동물언어에는 과거형이나 미래형이 없다.
동물과 소통 시작~!
사람, 동물언어를 이해해 보자
이처럼 사람언어와 동물언어가 달라서 사람이 동물과 소통하려면 특별한 소통 방법이 필요합니다. 그래서 오늘 이 자리에 ‘소통 전도사’를 주장하는 사람 한 분을 모셨습니다.
안녕하세요. 저는 사람 대표 ‘안몽’입니다. 지금부터 제가 사람들이 동물과 소통하기 위해 어떤 노력을 하고 있는지 말씀드리겠습니다. 우선 학문적인 노력으로 소통하는 방법, ‘동물행동학’입니다. 사람이 동물언어를 이해하는 과정이지요.
동물행동, 어디까지 알고 있니?
동물행동은 외부의 자극에 대해 반응하는 동작을 통틀어 말해요. 동물행동 중 많은 부분은 별다른 의미가 없는 본능적인 행동이지만 유심히 관찰하면 동물언어가 숨어 있어요. 상대방에게 전달하고 싶은 어떤 사실이나 생각, 정보가 담겨 있는 행동이 있거든요. 오랜 기간 동물행동을 관찰하면서 각각의 행동이 갖는 의미를 연구하는 학문을 ‘동물행동학’이라고 한답니다. 동물의 소리, 몸짓, 냄새, 호르몬 변화 같은 정보를 기록해 분석하지요. 대표적인 동물행동학자인 제인구달 박사님은 탄자니아에서 40년 이상 침팬지 행동을 연구하셨어요.
꿀벌과 함께 춤을~!
꿀벌은 다양한 춤을 추며 꿀의 정보를 알린다. 꿀벌이 원을 그리며 춤을 추면 벌집에서 100m 안에, 8자를 그리며 춤을 추면 100m 밖에 꿀을 얻을 수 있는 꽃이 있다는 의미다.
고릴라가 가슴을 칠 때 어떤 생각을 할까?
고릴라가 가슴을 치는 것을 ‘드러밍’이라고 한다. 가슴을 세게 쾅쾅 치면서 적을 적극적으로 경계한다. 쇄골을 가볍게 붕붕거리며 치는 것은 자신의 존재를 알리는 행동이다.
사막을 지키는 미어캣
항상 꼿꼿이 서 있어서 ‘사막의 파수꾼’이라는 별명을 가졌다. 멀리서부터 들려오는 천적의 소리를 듣기 위해 서 있다가 독수리 같은 적을 발견하면 날카로운 소리를 내 동료를 땅굴로 피신시킨다.
반려동물을 관찰해 보자!
어린 동물이 태어나 특정한 시기 동안 어떤 대상에 노출돼 그 대상을 어미로 생각하고 졸졸 따라다니는 것을 ‘각인’이라고 해요. 또 반려동물은 주인이 먹이를 주고 자신의 행동을 통제하는 것을 보고 서열상 위라는 것을 깨닫습니다. 각인이나 서열을 받아들인 개는 주인에게 꼬리를 흔들고 배를 드러내 보이고, 고양이는 몸을 부비며 애정을 표현하지요. 한편 개가 사람의 입술을 핥는 행동은 애정표현이 아니에요. 개의 뽀뽀는 ‘밥을 달라’는 의미랍니다.
반려동물이 공격한다?
동물이 사냥하거나 위험에 빠졌을때 나타나는 행동을 ‘공격행동’이라고 해요. 개는 위험할 때 이빨을 드러내고 ‘으르렁’ 거리다가 상대가 무서워지면 귀를 뒤로 젖히고 입술을 수평으로 당기면서 계속 으르렁댄답니다. 상대를 공격할 때는 귀를 앞으로 향하고 코에 주름을 모아요. 이빨을 드러내며 더욱 으르렁대다가 물기도 해요. 고양이는 꼬리를 앞뒤로 움직이거나 부풀리며 공격행동을 하지요.
SOS! 우리집 반려동물이 이상해요!
동물이 좁은 공간에 갇히거나 스트레스를 많이 받으면 비정상적인 행동을 하는데 이를 ‘이상행동’이라고 해요. 대표적으로 개는 몸을 흔들거나 눈동자가 커지고 발바닥에서 땀이 나요. 고양이는 사람에게 매달리고 날카로운 소리를 낸답니다. 개나 고양이 모두 주의가 산만해지고 혼란스런 모습을 보이지요. 반려동물의 이상행동을 관찰해 치료하는 ‘동물행동의학’도 있답니다.
잠깐! 들리지 않는 동물언어도 관찰한다
박쥐나 돌고래의 언어는 초음파다. 이런 동물을 관찰할 때는 라디오 같은 모양의 초음파 탐지기를 사용한다. 초음파 탐지기로 동물이 사용하는 소리의 주파수를 알 수 있다. 우리나라에 가장 많은 관박쥐는 8만3000㎐, 돌고래는 2000㎐부터 20만㎐ 정도의 초음파를 사용한다. 돌고래의 소리는 일부가 가청주파수이기 때문에 사람에게도 ‘끼익, 끼익’들리기도 한다. 초음파를 그 자리에서 가청주파수로 변조해 소리를 들으면서 동물의 행동과 초음파의 형태나 주파수 같은 정보를 기록하기도 한다. 박쥐 연구자인 한국교원대학교 생물교육과 박시룡 교수는 “초음파 탐지 기록 자료가 많아지면 초음파 정보만으로 당시 박쥐가 어떤 행동을 했는지 알 수 있다”라고 말한다.
동물언어 응용기술
동물언어, 미래 기술을 열다
훌륭한 발표 고맙습니다. 사람이 동물행동을 관찰하며 동물언어를 이해하려고 노력하고 있다는 것을 알았습니다.
사람이 동물행동학을 통해 동물언어를 이해하는 것은 동물과 소통하기 위한 첫 걸음입니다. 이 연구는 우리 미래를 위한 기술 발전으로 이어지기 때문에 더 중요합니다. 지금부터 동물언어를 담은 재미있는 기술을 소개할게요.
박쥐 초음파, 어떻게 쓰나
박쥐는 초음파로 소통합니다. 새끼 박쥐는 배가 고프거나 위험할 때 어미에게 초음파를 보내지요. 사람은 초음파를 내는 박쥐의 머리 모양을 본 떠 센서를 만들었어요. 초음파를 내는 입과 양쪽 귀를 모방했답니다. 이 기술은 간단하게는 시각장애인의 지팡이와 잠수함의 길잡이로, 복잡하게는 물체를 피하는 로봇에 쓰이고 있답니다.
군집로봇, 누구냐 넌
개미가 떼로 몰려다니는 거 아시나요? 개미가 서로 소통하며 몰려다니는 행동을 따라하는 로봇을 만들어서 동물을 연구하기도 합니다. 떼로 멀리까지 갔다가 집으로 돌아오는 방법을 연구하다 보면 ‘길찾기 알고리즘’ 같은 첨단 기법을 발전시키기도 하거든요.
사막의 진동, 물속의 진동
진동으로 소통하는 동물도 있습니다. 사막전갈이나 물개는 상대방이나 장애물이 내는 진동을 느낍니다. 사막전갈은 다른 동물이 움직일 때 모래 속으로 전달되는 진동을 느껴 방향을 바꾸고 재빠르게 이동하지요. 또 물개는 입 주변의 수염으로 물속의 진동을 예민하게 느낄 수 있답니다. 수염이 앞뒤로 움직이며 다른 동물의 움직임이나 물의 흐름을 알 수 있게 해 주기 때문이지요.
도전! 동물과 소통
동물, 사람의 뇌파를 전달받다
역시 소통 전도사답군요. 동물을 유심히 관찰하고 미래 기술까지 고민한 노력이 돋보입니다. 하지만 동물언어를 안다고 해서 사람과 동물이 소통할 수 있는 것은 아니겠죠? 소통은 언어를 주고받는 것을 의미하니까요.
네. 물론입니다. 사람이 동물언어를 이해하는 것을 넘어, 동물에게 사람의 생각을 전달할 수 있어야 진정한 소통이겠죠. 이번에 소개할 소통 방법은 바로 ‘뇌공학’입니다. 뇌공학자들은 사람의 ‘뇌파’를 동물에게 전달하는 연구를 하고 있어요. 뇌파를 언어로 사용하는 셈이지요. 뇌파는 뇌에서 발생하는 전기예요. 사람이 어떤 생각을 하거나 행동을 할 때 뇌파가 발생하거든요.
나의 생각을 컴퓨터에 전달하라
BCI(뇌-컴퓨터 인터페이스)
1 뇌파 탐지기 설치
전기 센서가 붙어 있는 두건을 머리에 쓰면 사람 뇌에 발생하는 뇌파를 탐지할 수 있다.
2 모니터 깜빡임
컴퓨터 모니터 한 쪽에서 작은 빛이 일정한 주파수를 가지고 깜빡인다.
3 SSVEP 발생
모니터의 깜빡임을 보면 ‘정상상태시각유발전위(SSVEP)’가 발생한다. 이 뇌파는 뇌파 탐지기를 통해 컴퓨터에 입력된다.
*SSVEP : 모니터에서 3.5Hz~75Hz 주파수로 깜빡거리는 빛을 볼 때 빛과 같은 주파수로 뇌의 뒤 쪽에서 발생하는 뇌파를 의미한다.
아바타 프로젝트, BBI
BBI는 ‘뇌-뇌 인터페이스’(Brain-Brain Interface)의 줄임말로 한쪽 뇌에서 발생한 정보를 다른 쪽 뇌로 전달하는 장치를 가리킵니다. BBI는 BCI와 CBI가 합쳐진 말이에요. BCI는 ‘뇌-컴퓨터 인터페이스’의 줄임말로 한쪽 뇌에서 발생한 정보를 컴퓨터로 전달하는 장치예요. 반대로 CBI는 ‘컴퓨터-뇌 인터페이스’ 줄임말로 컴퓨터의 정보를 다른 쪽 뇌로 전달하지요. 한쪽 뇌의 생각대로 다른 쪽 뇌에서 반응한다고 해서 ‘아바타 프로젝트’라고 이름 붙였답니다.
특집 한걸음 더
동물과 소통하면 사람은 더 행복해진다
지금까지 ‘미래를 위한 사람과 동물의 소통 방법’을 주제로 이야기를 나눴습니다. 사람 대표인 몽은 동물과 소통하기 위한 노력을 발표했습니다. 행동을 보고 동물의 느낌이나 생각을 알아내는 학문인 동물행동학을 소개하고 동물언어를 활용한 로봇 기술도 보여 주었지요. 또 사람의 생각을 동물에게 전달하는 방법도 알려 주었어요. 사람이 생각할 때 발생하는 뇌파를 쥐의 뇌에 전달하는 뇌공학을 만났습니다.
네. 동물회의에 참석한 유일한 사람인 저 안몽! 앞으로도 소통 전도사로서 사람과 동물의 소통을 이어 줄 거예요. 소통을 위해 노력하다 보면 미래 우리 기술도 더 발전할 거라고요. 그리고 ‘어린이과학동아’를 읽고 있는 여러분도 저 몽이처럼 주변의 동물과 생각과 느낌을 나눠 보세요. 이렇게 동물언어에 따뜻한 관심을 갖고 세상을 보면 주변의 동물이 더 아름답게 느껴질 거예요. 그리고 동물과 공존하며 미래를 만들어 나갈 수 있겠죠? 그러면 사람도 더 행복해질 거예요.
