양치기 개의 비밀

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

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.