개미의 움직임, 페르마의 법칙을 따른다!

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개미가 먹이를 찾아갈 때, 여러 길 중에서도 가장 거리가 짧은 길을 선택한다는 사실은 오래전부터 잘 알려져 있었다. 그런데 최근 발표된 연구에 따르면 개미가 최단거리로 이동하는 것은 물론, 이동하는 표면의 성질까지 고려하는 것으로 나타났다.
독일, 프랑스, 중국의 과학자들은 오른쪽 그림과 같이 표면 상태가 서로 다른 두 바닥 위에서 개미의 움직임을 관찰하는 실험을 했다. 개미는 표면의 상태에 따라 움직이는 속도가 다른데, 두 가지 표면 중 한쪽에 먹이를 놓고 다른 쪽에서 먹이가 있는 쪽으로 이동할 때 개미가 어떻게 움직이는지 살펴본 것이다.
그 결과 개미는 출발점과 먹이가 위치한 곳을 잇는 직선이 아닌, 꺾은 선 모양의 길을 따라 이동하는 것으로 나타났다. 연구팀은 개미가 무조건 직선으로 이동하는 게 아니라, 페르마의 법칙을 따라 움직인 것이라고설명했다.

 

서로 다른 표면 바닥 위를 이동할 때, 개미가 표면의 성질을
고려해 직선이 아닌 꺾은선 경로로 이동하고 있다(오른쪽).

 페르마의 법칙이란, 빛이 한 지점에서 다른 지점으로 이동할 때 가장 짧은 시간의 경로를 따라 진행한다는 것이다. 같은 매질이라면 빛이 일정한 속도로 이동하기 때문에 가장 짧은 시간의 경로가 최단거리가 되고, 그 경로는 직선 형태가 된다. 반면 매질이 다른 경우에는 직선의 기울기가 다르게 되고, 결국 빛이 서로 다른 매질을 통과할 땐 그 경계에서 꺾이는 굴절이 일어난다.
연구팀은 “개미는 최소 시간으로 이동하기 위한 경로를 선택하는 것으로 나타났다며, 이 연구 결과는 로봇이나정보 통신 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다”고 말했다.
 수학동아