양치기 개의 비밀

in #kr2 years ago

대관령 삼양목장은 삼양라면을 만드는 삼양사가 대관령에 전국토의 5000분의 1 크기로 조성한 동양 최대의 목장입니다. 이 삼양목장은 해발 1160미터 정도에서 동해 바다를 바라볼 수 있습니다.

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셔틀 버스를 타고 삼양 목장 정상 휴게소에 내린 뒤에 계속 내려오면서 대관령 삼양 목장을 감상할 수 있습니다.

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다 내려오면 양떼 목장에서 매일 오전 11시 오후 1시 3시에 양몰이 공연을 합니다. 공연은 20분 정도 하는데 이 공연이 정말 볼만합니다. 2마리의 양몰이 개가 양을 몹니다. 양 몰이 개는 보더콜리 남녀 한 쌍입니다. 양몰이 개는 여러 종류가 있습니다. 아이리쉬 콜리, 세퍼드, 아이리쉬 테리어, 샤보이, 킹 파드, 달마시안, 독일 양 푸들 등이 모는데 공통점은 달리기가 빨라야 하고 머리가 똑독해야 합니다.

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공연에서는 약 100여 마리의 양을 몰아서 작은 우리에 넣는 과정을 보여주는데 2마리의 보더 콜리가 양들을 몰아서 넣습니다. 그런데 이 양몰이를 하는 양치기 개가 2가지의 알고리즘을 가지고 양을 몬다고 하는 연구 결과가 나왔습니다.

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영국 스완지 대학의 생물학자인 앤드류 킹 박사가 이끄는 국제 연구팀에서 발표한 논문에 양을 모는 원리가 나와 있네요. 동물의 행동을 분석한 윌리엄 도널드 해밀턴 박사가 발표한 '이기적인 무리의 기하학'이라는 논문에 따르면 외부로 부터의 위기에 노출 된 양이 취하는 행동 매커니즘은 이렇게 설명하고 있습니다.

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양과 같은 동물들은 늑대 같은 천적이 공격해 오면 자신이 살아 남기 우해서 무리의 중심으로 움직이려는 습성이 있습니다. 이는 모든 양들이 무리의 중심으로 움직여서 자신을 보호하려는 모습입니다. 이는 양뿐만이 아닙니다. 인간도 똑같죠. 저 앞에 강력한 적이 다가온다면 무방비 상태인 사람들은 무리의 둘레에 있기 보다는 무리의 중심으로 움직여서 자신을 보호하려고 합니다.

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이렇게 무리의 중심으로 향하려는 구심력은 무리의 밀도를 높게 하고 무리가 하나의 개체 같이 움직이게 합니다. 이게 바로 '이기적인 무리의 기하학'입니다. 양몰이 또는 양치기 개는 이 원리를 잘 알고 있습니다. 자세히 지켜보면 양몰이 개가 양을 모는 모습을 보니 막 달겨 들지 않고 한 마리는 가만히 지켜보고 다른 한 마리는 살금 살금 다니다가 무리가 좀 옆으로 움직이면 손살 같이 옆으로 달겨 들어서 양몰이 개가 원하는 방향으로 움직이게 합니다.

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이 양몰이 개의 행동을 연구하기 위해서 양몰이 개와 양에게 GPS 센서를 달았습니다. 양은 빨간 점이고 양몰이 개는 파란 점입니다. 양몰이 개는 2가지의 알고리즘 행동을 통해서 양 무리를 통제하고 이동시킵니다.

먼 저 집합화입니다. 양몰이 개는 한 점을 정해 좋고 양을 하나의 무리로 만듭니다. 이는 빠른 달리기로 뛰어 다니면 위협을 느끼고 구심력처럼 양들이 높은 밀도로 뭉칩니다. 이렇게 공과 같이 하나의 원으로 만든 후에 이 무리를 원하는 방향 또는 목표 점으로 이동시킵니다. 이게 두번째 행동 알고리즘인 드라이빙입니다.

하나의 목표점으로 이동 시키다 보면 양 중에서 몇 마니가 무리에서 튀어 나갑니다. 이때 양몰이 개는 압박을 멈추고 무리에서 나온 양을 몰아서 다시 무리로 돌아가게 합니다. 그리고 다시 천천히 몹니다. 그러다 또 튀어 나가는 양이 있으면 이동을 멈추고 다시 위협을 줘서 무리에 돌아가게 합니다. 이런 과정의 반복으로 양 무리를 몹니다. 위 영상은 이론을 도식화 한 모델과 실제 데이터를 동시에 보여줍니다.

파란선이 양몰이 개의 움직임이고 빨간 점이 양입니다. 모으고 이동 시키고 모으고 이동시키고의 이 행동 패턴은 가축을 관리하는 로봇의 기본 알고리즘이 될 것입니다. 이는 양의 행동이 아닌 대부분의 동물이 가진 행동이기 때문에 인간 무리의 행동을 제어할 때도 활용할 수 있습니다.

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양이나 인간이나 어떤 거대한 위협이 앞에 나타나면 무리의 중심으로 들어가려고 하는데 위험 회피는 동물의 기본 본능인가 봅니다. 다만, 인간은 아내나 자식 앞에서는 자신을 희생하는 희생정신이 동물보다 더 뛰어나지 않을까요? 그렇게 믿고 싶습니다.

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