구글, 돌고래 소리 분석하는 온디바이스 AI '돌핀젬마' 공개

바닷속에 스마트폰 한 대를 들고 들어가 돌고래의 울음소리를 실시간으로 분석하고, 돌고래의 문법에 맞춘 소리로 직접 대화를 시도하는 실험이 시작됐습니다.

미국 돌고래의 날을 맞아 Google은 조지아 공과대학교 및 와일드 돌고래 프로젝트(Wild Dolphin Project, 이하 WDP)와 협력해 개발한 AI 모델 '돌핀젬마(DolphinGemma)'의 연구 성과를 공개했습니다. 돌고래 발성의 구조적 패턴을 학습하고, 돌고래와 유사한 소리 시퀀스를 새롭게 생성해내는 기초 오디오 모델입니다.

거대언어모델처럼 돌고래의 '다음 소리'를 예측한다

WDP는 1985년부터 바하마 일대에서 야생 대서양얼룩돌고래 군집을 40년간 추적 관찰해 왔습니다. 수중에서 세대를 거듭하며 축적된 방대한 영상과 음향 데이터에는 어미와 새끼가 서로를 부를 때 쓰는 고유한 '서명 휘파람'부터 싸울 때 내는 펄스 음, 구애나 사냥 시 내는 클릭 음까지 개체별 행동과 소리가 꼼꼼히 매칭되어 있습니다.

Google은 이 방대한 자연 음향 데이터를 분석하기 위해 자사의 오픈 모델 Gemma 아키텍처를 기반으로 약 4억(400M) 매개변수 규모의 DolphinGemma를 설계했습니다. 음향 토크나이저인 SoundStream을 적용해 오디오가 직접 들어가고 오디오가 바로 나오는 구조를 갖췄습니다.

LLM이 문맥을 보고 다음 단어를 예측하는 것과 마찬가지로, DolphinGemma는 돌고래의 연속된 소리를 분석해 그 뒤에 이어질 가능성이 높은 소리 시퀀스를 예측합니다. 이를 통해 연구진은 수작업으로 찾기 힘들었던 돌고래 간 소통의 숨은 문법과 구조적 규칙을 찾아낼 수 있습니다.

픽셀 9을 수중 컴퓨터로 만들어 돌고래와 소통하기

자연어 분석에서 더 나아가, 연구팀은 돌고래와의 실시간 쌍방향 상호작용도 추진 중입니다. 조지아 공대와 WDP가 공동 개발한 수중 컴퓨터 시스템 'CHAT'이 핵심입니다.

CHAT은 복잡한 돌고래 고유 언어를 단번에 해석하려 들지 않습니다. 대신 모자반, 해초, 스카프처럼 돌고래가 좋아하는 놀잇감에 맞춰 인간이 만든 인공 휘파람 소리를 부여합니다. 연구원들이 먼저 돌고래 앞에서 이 소리로 장난감을 주고받는 모습을 시연하면, 호기심 많은 돌고래가 소리를 흉내 내 해당 물건을 요청하도록 유도해 일종의 기초 '공유 어휘'를 구축하는 방식입니다.

이 과정에서 실시간 음향 분석을 담당하는 장치가 바로 구글 픽셀 스마트폰입니다. 기존 픽셀 6에 이어 2025년 여름 현장 연구에는 픽셀 9 기반의 차세대 CHAT 시스템이 투입됩니다. 다이버는 수중 골전도 헤드폰을 착용하며, 방수 하우징 속 픽셀 9이 딥러닝과 템플릿 매칭 알고리즘을 동시에 구동합니다.

DolphinGemma의 예측 알고리즘이 결합되면서 돌고래가 소리를 끝까지 내지 않더라도 발성 초기에 흉내 의도를 즉각 감지할 수 있게 됐습니다. 덕분에 연구자가 장난감을 건네는 반응 속도가 크게 빨라져 소통 훈련의 피드백 루프가 한층 매끄러워졌습니다. Google은 2025년 여름 DolphinGemma를 오픈소스로 공개해 다른 고래류 연구자들도 파인튜닝해 쓸 수 있도록 할 계획입니다.

왜 중요한가

해양생물학과 생물음향학 연구자들에게 이번 발표의 가장 큰 실질적 가치는 '현장 중심의 온디바이스 에지 컴퓨팅'에 있습니다. 바다 위 현장 연구는 고가의 맞춤형 장비를 유지 관리하고 전력을 공급하는 일 자체가 큰 장벽이었습니다. 4억 파라미터 수준의 모델을 일반 상용 스마트폰인 픽셀 9 위에서 온디바이스로 구동할 수 있게 되면서, 연구 비용과 시스템 크기를 획기적으로 줄였습니다.

우리는 Google과 연구팀의 접근법이 매우 현명하다고 평가합니다. 외계어에 가까운 미지의 동물 언어를 한순간에 '완전 번역'하겠다고 과장하는 대신, 장난감을 매개로 한 인공 휘파람이라는 최소한의 쌍방향 규약을 먼저 구축했습니다. 이는 AI를 활용한 종간 소통 연구에서 가장 현실적이고 검증 가능한 로드맵입니다.

다만 한계도 뚜렷합니다. 엔진 소음과 파도 소리가 뒤섞인 거친 수중 환경에서 모바일 기기의 프로세서가 얼마나 안정적인 인식 정확도를 유지할지가 첫 번째 과제입니다. 아울러 돌고래가 장난감을 얻기 위해 소리를 흉내 내는 것이 단순한 조건반사적 행동인지, 실제 의미를 담은 상호작용으로 확장될 수 있을지는 앞으로 더 엄밀한 과학적 검증을 거쳐야 합니다.