Starling Murmurations 뒤에 숨겨진 비밀과 과학

공중에서 찌르레기 소리를 감상하는 것은 자연의 힘과 신비를 직접 체험하는 것입니다.

개별적으로 유럽 찌르레기는 일반적인 검은 새에 불과합니다. 그게 다야 찌르레기는 짧고 두껍고 어두운 깃털과 길고 뾰족한 부리가 있습니다. 당신은 그들을 본 적이 있습니다. 그들은 거의 모든 곳에 있으며 2억 명이 넘는 사람들이 북미에만 있습니다. 그들의 작은 노래를 부르고 많은 뒤뜰 재배자와 전업 농부들에게 조금은 해로운 편에 서게 됩니다.

그러나 전체적으로 찌르레기는 완전히 다른 것으로 변형됩니다. 때로는 수십만 마리에 달하는 황홀한 무리가 날아다니고, 함께 어우러져 숨을 멎게 하는 경이로움, 박동, 급습, 살아있는 조화를 이루는 전체로서 자연 자체를 정의하면서 자연의 법칙을 무시하는 것처럼 보입니다.

공중에서 찌르레기가 웅웅거리는 모습을 지켜보는 것(이를 무리 짓는 행동을 중얼거림이라고 함)은 자연 세계의 힘과 신비를 직접 경험하는 것입니다.

비엔나 천연자원 및 생명과학대학 산림생태학연구소의 박사후 연구원인 Mario Pesendorfer는 "핵심 감정은 경외감이라고 생각합니다."라고 말했습니다. "매우 빠르게 움직이는 무언가의 공간적 규모(우리는 완전히 할 수 없음)와 많은 개인이 같은 일을 할 때 발생하는 시각적 패턴은 ... 정말 우리를 매료시킵니다."

Pesendorfer와 같은 과학자들에게 중얼거림은 그 이상입니다. 그들은 호기심을 불러일으킵니다. 그리고 그들은 Pesendorfer와 같은 과학자들에게 새, 벌, 물고기와 같은 떼 지어 사는 동물이 우리 자신의 삶을 어떻게 개선할 수 있는지 알아내도록 자극합니다.

중얼거림의 비밀

1930년대에 유명한 조류학자 에드먼드 셀루스(Edmund Selous)는 중얼거리며 움직이는 새들이 비행 의도를 전달하기 위해 일종의 텔레파시를 사용하고 있다고 제안했습니다. "그들은 동시에 집단적으로 생각해야 합니다... 너무 많은 두뇌에서 번쩍입니다." 그는 그의 책 "새의 생각-전이(또는 무엇?)"에서 썼습니다.

세월이 흐르면서 우리는 그것이 전부가 아니라는 것을 알게 되었습니다. 1950년대에 곤충, 물고기 및 기타 집단적 동물 행동을 연구하는 과학자들은 집단 움직임이 타고난 마음 읽기 능력이나 명령보다는 무리(또는 학교 또는 떼)의 다른 사람들에게 놀랍도록 빠르게 반응한다고 가정했습니다. 그룹 리더로부터.

미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 실린 2015년 논문의 저자가 쓴 것처럼 놀라운 동시성을 가능하게 하는 것은 "이웃에 대한 지역 행동 반응의 신속한 전달"입니다.

"대규모 그룹의 행동을 이끌어낼 수 있는 두 가지 방법이 있습니다. 일종의 리더십이 있는 하향식 제어를 가질 수도 있고 일종의 하향식 메커니즘을 가질 수도 있습니다. 록 쇼를 생각하면 록 스타가 있습니다. 전면에서 그는 박수를 치기 시작했고, 경기장 전체가 박수를 치기 시작했습니다."라고 Pesendorfer는 말합니다. "하지만 이러한 중얼거림은 실제로 자체 조직화되어 큰 그룹으로 확장되는 개인의 작은 행동 규칙을 의미합니다. 이 행동을 이해하기 위해 우리는 로컬 규모에서 가야 합니다. 개인이 무엇을 하고 있는지, 개인이 따르는 규칙은 무엇입니까? — 글로벌 규모로, 결과는 무엇입니까?"

2013년에 프린스턴의 기계 및 항공 우주 엔지니어와 그녀의 팀은 중얼거림을 연구하기 위해 이탈리아의 물리학자들과 협력했습니다. 당시 프린스턴의 엔지니어인 나오미 레너드(Naomi Leonard)는 "1,200마리의 새가 있는 무리에서 모든 새가 다른 1,199마리의 새를 추적할 수 있는 것은 아니라는 것이 분명합니다. 따라서 중요한 질문은 누구?'"

이탈리아 물리학자들은 여러 비디오에서 400개 이상의 사진을 사용하여 새들이 무리를 지을 때의 위치와 속도를 알아내었습니다. 이를 바탕으로 각 새가 추적할 최적의 무리 짝 수를 식별하는 수학적 모델을 구축했습니다.

마법의 숫자는 7이라는 것이 밝혀졌습니다. 각 새는 가장 가까운 7개의 이웃을 확인하고 나머지는 모두 무시합니다. 이 7명의 작은 그룹이 다른 개인과 7명의 그룹을 만지는 것을 고려하면 우여곡절이 빠르게 퍼집니다. 그리고 그로부터 전체 중얼거림이 움직입니다. 과학자들의 발견은 2013년 1월 PLOS Computational Biology 저널에 발표되었습니다.

세 가지 통제 요소

대규모로 조정된 것처럼 보이지만 개별 새는 비행의 세 가지 측면과 주변 조류의 비행에만 관심을 가집니다. 이러한 요소는 여러 방식으로 설명되었지만 모두 매우 유사합니다. Pesendorfer:

Pesendorfer는 "이 세 가지 매개변수를 변경하는 방법에 따라 바다 물고기에서 볼 수 있는 통 모양의 야구공부터 느슨해 보이는 곤충 떼, 고도로 조직화된 물고기 떼 및 중얼거림에 이르기까지 모든 것을 얻을 수 있습니다. 이 세 가지 작은 매개변수에서."

과학자들은 이 새들이 처음에 무리를 지어 그 무리가 만드는 소음과 움직임을 순수한 숫자로 인해 포식자를 혼동하고 낙담하게 한다고 믿습니다. 새들 사이의 일부 의사 소통은 중얼거림(예:좋은 음식 출처를 가리킴)에서도 발생할 수 있지만 일부 연구자들은 단순히 따뜻하게 유지하는 것이 중얼거림의 또 다른 이유일 수 있다고 생각합니다.

단순한 필사자에게 가장 놀라운 것은 이 새들이 매우 빠르게 반응하고 동기화되어 있다는 것입니다. 즉시는 아니더라도 새의 날개가 몇 번 펄럭이는 범위 안에 있습니다. 그들은 일종의 잠금 단계(또는 잠금 플랩)로 거의 하나처럼 움직입니다.

어떻게?

"새는 우리보다 훨씬 더 높은 시간 해상도를 가지고 있습니다."라고 Pesendorfer는 말합니다. "그들은 우리보다 훨씬 빨리 봅니다."

2011년 2월 22일 영국 브라이튼 해안에서 찌르레기 떼가 급습합니다.

Starlings로부터 배운 것을 사용하기

1986년에 MIT에서 교육을 받은 컴퓨터 과학자인 Craig Reynolds는 "보이드(Boids)"라고 부르는 새 떼와 물고기 훈련에 대한 컴퓨터 모델을 구축했습니다. 이러한 프로그램은 1992년 팀 버튼 영화 "배트맨 리턴즈"에서 처음(특히) 박쥐 떼를 영화에서 실제와 같은 애니메이션의 기초를 제공했습니다.

실생활에 적용할 때 찌르레기 무리(또는 박쥐, 벌 등)의 행동 움직임을 이해하고 로봇 떼를 프로그래밍하여 유사한 움직임을 만드는 능력은 놀라운 가능성을 가지고 있습니다. Leonard의 그룹이 작성한 논문의 주 저자인 George Young은 2013년 Princeton University와의 인터뷰에서 "생물학에서 영감을 얻으려고 노력하고 있습니다"라고 말했습니다. 로봇의 반응형 동작을 설계할 때 사용해야 합니다."

예:라스 쿰브레스 천문대(Las Cumbres Observatory)에는 전 세계 7개 지역에 22개의 로봇 망원경이 있어 서로 협력하여 하나의 큰 망원경으로 작동합니다. LCO 사이트에서:

시간 영역 천문학이라고 하며, 이는 우주의 현상이 변화함에 따라 계속해서 관찰할 수 있다는 의미입니다. 전개되는 큰 그림을 보게 되면 더 많이 배우고 더 빨리 배울 수 있으며 우주를 움직이는 힘에 대한 이해도를 극적으로 높일 수 있습니다.

또 다른 예:떼 로봇 공학의 새로운 분야는 하버드의 Wyss Institute에 따르면 "수색 및 구조 임무, 건설 노력, 환경 개선 및 의료 응용 분야에 대한 새로운 접근 방식을 가능하게"할 수 있는 찌르레기 연구에서 수집한 정보를 사용합니다.

Swarm 로봇은 또한 전투기에서 방출되는 이러한 마이크로 드론과 같은 군사 응용 분야에서 사용할 수 있습니다. 자율주행 자동차 무리가 함께 협력하면 교통 체증을 줄이거나 없애는 데 도움이 될 수 있습니다. 가능성 - 암과의 싸움? — 놀랍습니다.

이 단순한 새의 놀라운 무리를 관찰, 연구, 학습 및 구축하는 모든 것.

"매우 복잡한 의사 결정 프로세스를 가진 인간으로서 우리는 복잡한 행동처럼 보이는 것으로 확장되는 단순한 의사 결정 프로세스를 보는 데 익숙하지 않습니다."라고 Pesendorfer는 말합니다. "이 모델은 이러한 유형의 패턴을 이해하는 데 도움이 됩니다."

흥미롭네요

북미 찌르레기의 전체 개체군(다시 말해서 2억 명에 달할 수 있음)은 1890년대 초에 미국으로 데려와 뉴욕시의 센트럴 파크에서 풀려난 100마리 그룹의 후손입니다. 그것들을 가져온 사람들은 음유시인이 언급한 모든 새들이 미국에 살기를 바라는 셰익스피어 팬이었습니다. "Henry IV, Part I"에서:"하지만 그가 잠들었을 때 그를 찾을 것이고/그의 귀에 'Mortimer!'라고 외칠 것입니다. 하지만 '모티머'라고 하고 그에게 줘/그의 분노를 계속해서 움직이게 하려면."

원래 게시:2019년 8월 9일

중얼거림 FAQ

중얼거림이란 무엇입니까?

중얼거림은 수백 또는 수천 마리의 찌르레기가 무리를 지어 모여드는 행동입니다.

찌르레기 소리는 언제 볼 수 있나요?

찌르레기 중얼거리는 10월과 3월 사이의 겨울철에 주로 발생합니다. 그러나 성수기는 12월에서 1월 사이에 발생합니다.

중얼거리는 목적이 무엇입니까?

일부 과학자들은 중얼거림이 새를 포식자로부터 안전하게 보호하여 포식자를 숫자로 혼동하는 데 유용하다고 생각합니다. 다른 사람들은 그것이 새들이 따뜻하게 지내는 방법이라고 생각합니다.