해 질 무렵 새 떼가 군무를 추듯 날아가는 모습을 본 적 있을 거예요. 이때 한 새가 갑자기 방향을 틀면 나머지 새들도 일제히 트는데, 신기하게도 여러 무리로 갈라지거나 우왕좌왕하는 모습을 보이지 않아요.
최근 새들이 이렇게 무리 지어 움직일 수 있는 비결이 수학적으로 밝혀졌어요. 이탈리아의 복합시스템연구소와 IMT 고등연구소로 이뤄진 공동 연구팀은 새 떼의 움직임을 설명하는 수학 모형을 만들어 분석했어요.
연구팀은 새들의 ‘한계 속도’에 집중했어요. 한계 속도란 물리적인 이유 때문에 넘을 수 없는 일정한 속도를 말해요. 사람이 달릴 때도 한계 속도가 있어서 이상적인 환경에서 100m를 5~6초 미만으로 달릴 수 없죠. 찌르레기는 혼자 있을 때 초속 8m에서 18m까지의 속도로 날지만, 무리 지어 다닐 땐 초속 12m라는 한계 속도를 넘지 못했어요.
연구팀은 새들이 무리로 움직일 때 저마다 비슷한 속도로 날기 때문에, 갑자기 방향이 바뀌는 경우 주변에 있는 새를 따라서 방향을 쉽게 바꿨던 것으로 분석했어요. 이 점을 고려해 찌르레기 무리의 움직임을 예측하는 수학 모형을 만들었어요. 그리고 약 10 000마리의 찌르레기 무리의 데이터로 컴퓨터로 모의 실험한 결과 실제 찌르레기 떼의 움직임과 거의 비슷했어요.
연구팀은 “수학 모형을 이용하면 집단 행동하는 새들이 어떻게 속도를 조절하고 방향을 바꾸는지 알 수 있다”면서, “이번 연구 결과를 드론 떼의 움직임을 조정하는 로봇 공학 기술을 개발하는 데 적용할 수 있을 것”이라고 말했어요.
이 연구는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 10일자에 실렸어요.
