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붉은불개미(Solenopsis invicta)는 홍수가 나면 서로 뭉쳐 ‘개미 뗏목’을 만든 뒤 물 위를 둥둥 떠다닌다. 미국 콜로라도대 볼더캠퍼스 연구팀은 수치 모델을 개발해 개미 뗏목 모양이 시간에 따라 어떻게 변하는지를 밝혀 국제학술지 ‘플로스 컴퓨터 생물학’ 2월 17일자에 발표했다. doi: 10.1371/journal.pcbi.1009869 연구 과정과 의의를 연구팀과의 가상인터뷰 형식으로 재구성했다.

‘개미 뗏목’ 현상이 일어나는 이유는? 
홍수가 나면 붉은불개미는 뗏목 모양을 만들며 장거리를 이동한다. 이때 수천~수십만 마리가 뭉친다. 이를 ‘개미 뗏목’이라고 한다. 붉은불개미가 생존 확률을 높이는 방법이다. 이 뗏목은 층 구조로 이뤄져 있다. 수십만 마리의 개미가 두 개의 층으로 나뉘어 있다는 뜻이다. 
두 층에 있는 개미들은 각각 다르게 움직인다. 아래층에 있는 개미들은 정지한 상태로 서로 달라붙어 ‘구조층’을 형성하고, 위층의 개미들은 동료 개미들 위를 계속 움직이며 ‘자유층’을 이룬다. 시간이 흐르면 두 층의 개미는 마치 ‘런닝머신’의 벨트가 움직이듯이  자리를 교대한다.

연구 과정이 궁금하다.
불개미들의 움직임 변화와 층 교대가 이뤄지는 과정을 약 2000개의 둥근 입자를 이용해 수치 모델을 만든 뒤, 컴퓨터로 시뮬레이션했다. 그 결과 입자들은 런닝머신과 같은 움직임을 통해 전체 구조를 지속해서 바꾼다는 사실을 확인했다. 그리고 시간이 지남에 따라 원래 모양을 유지하는 대신 전체 구조를 압축시켜 밀도 높은 ‘개미 원’을 형성했다. 국소 부위 별로 분석했을 때 일부 영역에서 부채꼴 모양을 만든다는 것도 확인했다.

로봇 분야에 응용될 수 있다던데?
무리를 이루는 군집 로봇 설계에 적용될 수 있다. 우리는 이번 연구로 다수가 속한 집단에서 일종의 행동 패턴을 알아냈다. 이 결과는 로봇들 간의 상호작용 알고리즘을 설계할 때 이용될 수 있을 것이다. 또 수백 대의 로봇이 이용되는 군집 로봇에 쓰일 수 있다.