생물학

불개미들이 주목할 만한 구불구불한 탑 구축 방법

불개미 탑의 비밀을 밝히다

뛰어난 회복력과 적응력으로 유명한 불개미들은 임시 은신처로 사용하는 구불구불한 탑을 건설하는 놀라운 능력을 가지고 있습니다. 30마리 이상의 개미 높이에 이를 수 있는 이 탑들은 수십 년 동안 과학자들을 사로잡아 온 놀라운 공학적 업적입니다.

우연한 발견: 탑의 끊임없는 움직임

조지아 공대의 연구팀은 불개미들이 탑을 짓는 모습을 연구하다가 주목할 만한 발견을 했습니다. 원래 이 과정을 2시간만 녹화하려고 했지만, 카메라는 의도치 않게 3시간 분량의 영상을 포착했습니다.

영상을 검토하던 중 그들은 예상치 못한 현상을 발견했습니다. 탑이 느리기는 하지만 끊임없이 움직이고 있었습니다. 개미들의 기둥이 마치 녹아내리는 버터처럼 천천히 가라앉았습니다.

X선 영상 기법: 탑의 역학적 특성 조명

탑의 역학적 특성을 더 자세히 살펴보기 위해 연구자들은 일부 개미들에게 방사성 요오드를 섞은 물을 먹였습니다. X선 영상 기법을 사용하여 그들은 탑 외부에 있는 개미들이 돌아다니는 반면에 에펠탑 모양의 덩어리는 서서히 가라앉고 있음을 확인했습니다.

행동 규칙: 개미들의 건설 코드

인간과는 달리 불개미들은 탑을 건설하는 데 복잡한 계획이나 리더십에 의존하지 않습니다. 대신 그들은 뗏목을 만드는 데 사용하는 것과 유사한 간단한 행동 규칙을 따릅니다.

각 개미는 빈 자리를 찾을 때까지 동료들의 몸을 따라 기어간 다음 탑에 연결됩니다. 모든 개미가 이러한 규칙을 따르면서 그들은 점차 꼭대기로 갈수록 좁아지는 두꺼운 바닥과 함께 집단적으로 탑을 형성합니다.

가라앉는 구조: 역동적 평형

탑이 가라앉는 이유는 바닥에 있는 개미들이 결국 구조물의 무게에 굴복하기 때문입니다. 그들은 자신의 위치를 포기하고 옆으로 올라가서 꼭대기에 새로운 자리를 찾습니다. 이 과정은 탑을 아래에서 위로 재건하면서 지속적으로 반복됩니다.

“탑의 나머지 부분은 서서히 가라앉는 반면에 꼭대기에 있는 개미들은 계속해서 그것을 더 높고 높게 건설합니다.”라고 연구자 크레이그 토비는 말했습니다. “어떻게 보면 웃기기도 합니다.”

무게 허용 한계: 지지 구조로서의 개미

또 다른 실험에서 연구자들은 개미 위에 투명 플라스틱 시트를 놓았습니다. 그들은 개미들이 자신의 체중의 약 750배를 견딜 수 있음을 발견했습니다. 그러나 실제로 개미들은 단지 세 마리의 동료의 무게만을 지탱하는 것을 선호했습니다. 무게가 이 한계를 초과하면 그들은 탑에서 자신의 위치를 포기했습니다.

개미 다리: 협력을 통한 틈새 건너기

불개미들은 또한 틈새를 건너기 위한 다리를 건설하는 데 뛰어난 협력을 보입니다. 이러한 다리는 그들이 장애물을 극복하고 새로운 영역에 도달할 수 있도록 해줍니다.

모듈식 로봇에 대한 시사점

연구자들은 불개미의 행동을 연구하면 모듈식 로봇을 설계하는 데 가치 있는 통찰력을 얻을 수 있을 것으로 생각합니다. 이러한 로봇은 검색 및 구조 임무 중에 무너진 건물의 좁은 공간을 이동하는 것과 같은 작업을 수행하기 위해 간단한 행동 규칙을 사용할 수 있습니다.

개미처럼 그들은 틈새를 건너거나 장애물을 올라타기 위한 탑을 형성하기 위해 모일 수 있습니다. 불개미 행동의 원리를 활용함으로써 모듈식 로봇은 다양한 응용 분야에서 더욱 다목적이고 효과적으로 활용될 수 있습니다.