하품하는 인간 로봇 본 침팬지···”졸려, 자야겠다”

하품은 전염성이 강하다 못해 거의 반사에 가깝다. 한 사람이 입을 벌리는 순간, 방 안은 순식간에 하품 릴레이가 시작된다. 이 반응은 인간만의 특성이 아니다. 침팬지, 개, 늑대, 코끼리 등 사회적 동물에서도 마찬가지다. 시각적 단서를 통해 하품 장면을 인지하면, 뇌 속 특정 회로인 거울 뉴런과 감정 공감 시스템이 활성화돼 같은 행동이 유도된다. 특히 하품은 단순한 생리 반응을 넘어 긴장 완화, 집단 리듬 조율 같은 사회적 기능을 띠기에 그 파급력이 크다. 이번에는 침팬지가 로봇의 하품까지 따라 하는 모습을 보였다. 비생명체마저 사회적 신호의 발신자로 인식된 셈이다.

로봇도 ‘사회적 존재’로 인식

영국 시티 세인트 조지 런던대 칼보-메리노 교수 연구팀은 지난 6일 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)에 발표한 논문에서, 표정을 흉내 내는 로봇이 침팬지에게 하품 전염 반응을 유발했다고 보고했다. 이번 연구는 생명체 간 상호작용에서만 관찰됐던 하품 전염이, 비생명체인 로봇을 통해서도 일어날 수 있음을 처음으로 실험적으로 입증한 사례다.

연구는 스페인 모나 재단 영장류 보호소의 침팬지 14마리(10~33세)를 대상으로 진행됐다. 연구팀은 33개의 모터로 사람처럼 얼굴 표정을 구현할 수 있는 안드로이드 로봇을 제작해, 하품을 포함한 3가지 표정을 연출하도록 설계했다.

침팬지들은 실험에서 각 표정을 15분 동안 관찰했다. 연구팀은 침팬지마다 총 4회 실험을 반복하며, 로봇의 하품(입을 크게 벌리고 유지), 입을 반쯤 벌린 표정(하품 중간 단계처럼 보이는 표정), 입을 다문 표정(중립적 표정) 등 3가지 조건을 제시했다. 실험 동안 침팬지들의 하품 횟수, 눕기 행동, 침구 모으기 행동을 모두 기록해 분석했다.

실험 결과, 로봇이 하품하는 조건에서 하품 전염 반응이 가장 뚜렷하게 나타났다. 14마리 중 8마리가 하품으로 반응했고, 같은 수의 침팬지가 눕거나 침구를 모으는 행동을 보였다. 하품 반응과 휴식 행동은 하품 조건에서만 유의하게 관찰됐으며, 입을 반쯤 벌린 표정에서는 반응이 줄었고, 입을 다문 표정에서는 거의 나타나지 않았다.

연구팀은 이 결과가 침팬지들이 로봇이라는 비생명체의 움직임조차 사회적 맥락에서 해석해 반응할 수 있음을 보여준다고 설명했다. 이는 하품이라는 신호가 단순한 시각적 자극이 아니라, 사회적 의미를 갖고 처리된다는 점을 시사한다.

하품 전염은 사회적 유대의 지표

하품 전염은 단순한 생리적 반응을 넘어 사회적 유대의 수준을 반영하는 대표적 신경 반응으로 연구돼 왔다. 2011년 듀크대 연구에 따르면, 인간은 가까운 사람의 하품일수록 더 쉽게 반응한다.
반려견도 비슷하다. 2008년 핀란드 헬싱키대 연구에서는 반려견이 보호자의 하품에는 민감하게 반응했지만 낯선 사람의 하품에는 거의 반응하지 않았다.

야생 동물에서도 사례는 다양하다. 2014년 로마 사피엔차대 연구에서는 늑대 무리 내에서 하품 전염이 구성원 간 유대감을 강화하는 기능을 한다고 보고됐고, 2017년 스텔렌보스대 연구에서는 아프리카코끼리 사이에서도 유사한 전염 현상이 관찰됐다.

신경과학적으로 하품 전염은 거울 뉴런 활성화와 감정 공감 회로(insular cortex, anterior cingulate cortex 등)의 작용으로 설명된다. 하품은 ‘같은 상태에 있다’는 신호로 작동해, 사회적 동기화와 정서적 조율에 기여하는 것으로 해석된다.

사회적 신호의 형태와 맥락이 반응을 결정

이번 연구의 핵심은 침팬지들이 로봇의 하품을 단순한 기계적 움직임으로 보지 않았다는 점에 있다. 연구팀은 하품 조건에서만 침팬지들이 하품 반응과 휴식 준비 행동(눕기, 침구 모으기)을 보인 사실에 주목했다. 이는 하품이라는 행동의 사회적 의미가 맥락적 신호로 처리되고 있으며, 그 발신자가 생명체인지 여부는 상대적으로 덜 중요하게 작용했음을 보여준다.

영장류의 모방 능력은 본래 유연하다. 2021년 스위스 취리히대 연구에서는 야생 보노보가 새로운 도구 사용법을 무리 내 학습과 전파하는 문화적 전승 능력을 보였다. 마이애미대 2006년 연구에서는 돌고래가 인간 트레이너의 손짓과 행동을 실시간으로 따라 하는 고도의 모방 능력이 확인됐고, 까마귀류도 인간 도구 사용법을 학습한 사례가 보고됐다.

그러나 비생명체가 사회적 상호작용의 상대가 되어 하품 전염 반응을 유발한 사례는 이번이 처음이다. 연구팀은 이러한 결과가 침팬지의 사회적 인지 체계가 생명 여부보다는 행동의 맥락과 사회적 패턴에 민감하게 반응함을 보여주는 증거로 해석했다.

동물-기계 상호작용, 새로운 연구 방향 열까

이번 연구는 동물이 사회적 신호를 해석할 때 무엇이 핵심 요소로 작동하는지를 새롭게 보여준다. 침팬지들은 로봇의 하품이라는 구체적이고 일관된 사회적 신호에 반응했으며, 이는 발신자의 생명 여부보다 신호 자체의 구조와 맥락적 일관성이 더 중요하게 작용할 수 있음을 보여준다.

이러한 결과는 향후 인공지능과 로봇 기술을 활용한 동물 상호작용 연구에 새로운 가능성을 제시한다. 단순한 물리적 반응을 넘어서, 동물이 사회적 맥락을 어떻게 인지하고 대응하는지에 대한 이해를 넓히는 데 기여할 수 있다.

칼보-메리노 교수는 “침팬지가 로봇의 하품에 반응한 것은 사회적 인지 체계의 유연성과 적응성을 보여주는 흥미로운 사례”라고 말했다.

손동민 기자/ hello@sciencewave.kr