TED2014
Deborah Gordon: What ants teach us about the brain, cancer and the Internet
데보라 고든 (Deborah Gordon): 뇌, 암 그리고 인터넷에 대해서 개미가 우리에게 알려주는 것들.
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생태학자 데보라 고든 박사는 사막, 열대림, 그녀의 주방... 개미를 찾을 수 있는 곳 어디서나 개미를 연구합니다. 청중을 사로잡는 강연에서 그녀는 우리들 대부분이 아무런 생각없이 잡아죽이는 벌레에 대한 그녀의 집착을 설명합니다. 그녀는 개미들의 생활이 질병, 기술 그리고 인간의 뇌와 같은 다른 많은 주제에 대해 배울 수 있는 유용한 모델이 된다는 것을 보여줍니다.
Deborah Gordon - Ecologist
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
By studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves. Full bio
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00:13
I study ants
0
1099
1619
저는 개미를 연구합니다.
00:14
in the desert, in the tropical forest
1
2718
3297
사막에서, 열대우림지역,
00:18
and in my kitchen,
2
6015
1528
그리고 제집 주방 뿐만 아니라
00:19
and in the hills around Silicon Valley where I live.
3
7543
4020
제가 살고 있는 실리콘 밸리
주변의 산에서도 연구하지요.
주변의 산에서도 연구하지요.
00:23
I've recently realized that ants
4
11563
1676
저는 최근에 개미들이
00:25
are using interactions differently
5
13239
2278
환경에 따라
00:27
in different environments,
6
15517
1828
다른 방식으로 소통한다는
사실을 알아냈습니다.
사실을 알아냈습니다.
00:29
and that got me thinking
that we could learn from this
that we could learn from this
7
17345
2000
이것은 제게 우리가 개미에게서
00:31
about other systems,
8
19345
1555
인간의 뇌나, 우리가 구축하는
데이터망, 그리고
데이터망, 그리고
00:32
like brains and data networks that we engineer,
9
20900
5588
심지어는 암과 같은 구조에
대해 배울 수 있을 것이라는
대해 배울 수 있을 것이라는
00:38
and even cancer.
10
26488
2846
생각을 하도록 해주었습니다.
00:41
So what all these systems have in common
11
29334
1752
자, 이 모든 시스템들이
갖고 있는 공통점은
갖고 있는 공통점은
00:43
is that there's no central control.
12
31086
2857
중앙 통제가 없다는 사실입니다.
00:45
An ant colony consists of sterile female workers --
13
33943
3820
개미군체는 생식 능력이
없는 암컷 일개미들과,--
없는 암컷 일개미들과,--
00:49
those are the ants you see walking around —
14
37763
2386
여러분들이 주위에서 흔히 볼 수 있는
개미들이 바로 그들입니다.--
개미들이 바로 그들입니다.--
00:52
and then one or more reproductive females
15
40149
2156
한 마리 이상의 산란만 하는
00:54
who just lay the eggs.
16
42305
2103
암컷 생식 개미로 이루어져 있습니다.
00:56
They don't give any instructions.
17
44408
2009
그들은 아무런 지시를
내리지 않습니다.
내리지 않습니다.
00:58
Even though they're called queens,
18
46417
1984
비록 그들이 여왕개미라 할 지라도,
01:00
they don't tell anybody what to do.
19
48401
2165
누구에게도 무얼하라고
지시하지 않습니다.
지시하지 않습니다.
01:02
So in an ant colony, there's no one in charge,
20
50566
3276
말하자면 개미군체에는
특정한 관리자가 없습니다.
특정한 관리자가 없습니다.
01:05
and all systems like this without central control
21
53842
2778
그리고 이처럼 중앙 통제가
없는 모든 체제들은
없는 모든 체제들은
01:08
are regulated using very simple interactions.
22
56620
3919
아주 간단한 소통으로 조절됩니다.
01:12
Ants interact using smell.
23
60549
2727
개미는 냄새를 이용해 소통하지요.
01:15
They smell with their antennae,
24
63276
2187
그들은 더듬이로 냄새를 맡고
01:17
and they interact with their antennae,
25
65463
2761
더듬이로 의사소통을 합니다.
01:20
so when one ant touches another with its antennae,
26
68224
3009
그래서 예를 들자면, 개미 한마리가
더듬이로 다른 개미를
더듬이로 다른 개미를
01:23
it can tell, for example, if the other ant
27
71233
1607
접촉할 때, 그 다른 개미가
01:24
is a nestmate
28
72840
1634
집안식구인지 아닌지,
01:26
and what task that other ant has been doing.
29
74474
4236
그리고 그 다른 개미가 무슨 일을
하고 있었는지 또한 알 수 있습니다.
하고 있었는지 또한 알 수 있습니다.
01:30
So here you see a lot of ants moving around
30
78710
3200
자, 여기 관을 통해
두 개의 다른 사육장으로 연결된
두 개의 다른 사육장으로 연결된
01:33
and interacting in a lab arena
31
81910
1933
개미 사육장안에서
수많은 개미들이 돌아다니며
수많은 개미들이 돌아다니며
01:35
that's connected by tubes to two other arenas.
32
83843
3438
서로 교류하는 것을 볼 수 있습니다.
01:39
So when one ant meets another,
33
87281
2504
여기서 한 개미가 다른 개미와 만나면,
01:41
it doesn't matter which ant it meets,
34
89785
2089
어떤 개미와 마주치든지에 관계없이,
01:43
and they're actually not transmitting
35
91874
1885
실제로 어떤 복잡한 신호나 메세지를
01:45
any kind of complicated signal or message.
36
93759
3465
전달하지 않습니다.
01:49
All that matters to the ant is the rate
37
97224
2111
그 개미가 관심을 갖는 것은 오직
01:51
at which it meets other ants.
38
99335
2821
다른 개미들를 만나는 횟수 뿐입니다.
01:54
And all of these interactions, taken together,
39
102156
2757
그리고 이 모든 만남들을 합치면
01:56
produce a network.
40
104913
2505
네트워크가 만들어지죠.
01:59
So this is the network of the ants
41
107418
2210
그리고 이것이 아까 여러분들이 보셨던,
사육장에서 움직이던
사육장에서 움직이던
02:01
that you just saw moving around in the arena,
42
109628
2644
개미들의 네트워크입니다.
02:04
and it's this constantly shifting network
43
112272
3287
이렇게 늘 변하는 네트워크가
02:07
that produces the behavior of the colony,
44
115559
2520
모든 개미들이 집안으로 피할 것인지,
02:10
like whether all the ants are hiding inside the nest,
45
118079
2881
몇 마리가 먹이사냥을 나갈지와 같은
02:12
or how many are going out to forage.
46
120960
2694
개미 집단의 행동을 만들어내죠.
02:15
A brain actually works in the same way,
47
123654
1759
사실 뇌도 같은 방식으로 작동합니다.
02:17
but what's great about ants is
48
125413
1500
하지만, 개미의 멋진 점은
02:18
that you can see the whole network as it happens.
49
126913
4867
일어나는 네트워크 전체를
볼 수 있다는 사실이죠.
볼 수 있다는 사실이죠.
02:23
There are more than 12,000 species of ants,
50
131780
3100
현재 12,000종 이상의 개미들이
02:26
in every conceivable environment,
51
134880
2125
모든 가능한 환경에서
살아가고 있습니다.
살아가고 있습니다.
02:29
and they're using interactions differently
52
137005
2649
그리고 그들은 주어진 환경에 따라
02:31
to meet different environmental challenges.
53
139654
2768
다른 소통법을 쓰고 있습니다.
02:34
So one important environmental challenge
54
142422
2305
모든 체계가 다뤄야 할
02:36
that every system has to deal with
55
144727
1870
환경에 따른 중요한 과제 하나는
02:38
is operating costs, just what it takes
56
146597
2083
운영비입니다.
02:40
to run the system.
57
148680
2265
시스템이 돌아가는데
반드시 지불해야 하는 값이죠.
반드시 지불해야 하는 값이죠.
02:42
And another environmental challenge is resources,
58
150945
2548
그리고 또 다른 과제는 자원입니다.
02:45
finding them and collecting them.
59
153493
2336
자원들을 찾고 모아와야 하지요.
02:47
In the desert, operating costs are high
60
155829
2783
사막에서는 물이 부족하기에
02:50
because water is scarce,
61
158612
1773
운영비가 높습니다.
02:52
and the seed-eating ants that I study in the desert
62
160385
2499
그리고 제가 사막에서 연구하고 있는
씨앗을 먹고 사는 개미들은
씨앗을 먹고 사는 개미들은
02:54
have to spend water to get water.
63
162884
2900
물을 얻기 위해 물을 써야 하죠.
02:57
So an ant outside foraging,
64
165784
2139
밖에서 먹이를 찾는,
02:59
searching for seeds in the hot sun,
65
167923
2037
뜨거운 태양 아래서
씨앗을 찾는 개미는
씨앗을 찾는 개미는
03:01
just loses water into the air.
66
169960
2007
공기 중으로 수분을 뺏기기만 합니다.
03:03
But the colony gets its water
67
171967
1664
그러나 개미군체는
03:05
by metabolizing the fats out of the seeds
68
173631
1766
그들이 섭취하는 씨앗의 지방을
03:07
that they eat.
69
175397
1934
분해함으로써 물을 얻죠.
03:09
So in this environment, interactions are used
70
177331
3159
그래서 이런 환경 속에서 소통은
03:12
to activate foraging.
71
180490
1549
먹이채집을 활성화 하기위해 사용됩니다.
03:14
An outgoing forager doesn't go out unless
72
182039
2264
돌아온 채집개미와 충분히 소통하지 않는 이상,
03:16
it gets enough interactions with returning foragers,
73
184303
2573
채집개미들은 굴 밖으로 나가지 않습니다.
03:18
and what you see are the returning foragers
74
186876
1990
그리고 지금 보이는 것은,
돌아오는 채집자들이
돌아오는 채집자들이
03:20
going into the tunnel, into the nest,
75
188866
1824
굴을 통해 개미집으로 들어가며,
03:22
and meeting outgoing foragers on their way out.
76
190690
2636
개미집에서 나오고 있는
다른 채집개미들과 만나는 장면입니다.
다른 채집개미들과 만나는 장면입니다.
03:25
This makes sense for the ant colony,
77
193326
1623
개미군체에겐 합리적인 방법입니다.
03:26
because the more food there is out there,
78
194949
2323
왜냐하면
밖에 더 많은 먹이가 있을 수록,
밖에 더 많은 먹이가 있을 수록,
03:29
the more quickly the foragers find it,
79
197272
1851
채집자들이
더 빨리 찾아 올 수 있으며,
더 빨리 찾아 올 수 있으며,
03:31
the faster they come back,
80
199123
1236
더 빨리 돌아와,
03:32
and the more foragers they send out.
81
200359
2801
더 많은 채집자들을
내보낼 수 있기 때문입니다.
내보낼 수 있기 때문입니다.
03:35
The system works to stay stopped,
82
203160
2507
만약 먹이 사냥이 잘 안되면
03:37
unless something positive happens.
83
205667
2015
이 시스템은 멈추게 됩니다.
03:39
So interactions function to activate foragers.
84
207682
3881
그래서 소통은 채집개미들을
활성화하도록 작동합니다.
활성화하도록 작동합니다.
03:43
And we've been studying
the evolution of this system.
the evolution of this system.
85
211563
2907
그리고 우리는 이 체제가
진화하는 것을 연구해왔습니다.
진화하는 것을 연구해왔습니다.
03:46
First of all, there's variation.
86
214470
1091
무엇보다도 이 시스템은 다양합니다.
03:47
It turns out that colonies are different.
87
215561
2479
개미 군체들은 서로 다릅니다.
03:50
On dry days, some colonies forage less,
88
218040
2696
건조한 날엔, 어떤 집단들은
먹이 포집을 덜 나가죠.
먹이 포집을 덜 나가죠.
03:52
so colonies are different in how
89
220736
1505
그런 집단들은
03:54
they manage this trade-off
90
222241
1354
씨앗을 찾기 위해 물을 쓰는 것과
03:55
between spending water to search for seeds
91
223595
3168
씨앗으로부터
물을 다시 얻는 것 사이에서
물을 다시 얻는 것 사이에서
03:58
and getting water back in the form of seeds.
92
226763
3320
균형을 조절하는 방식이 다릅니다.
04:02
And we're trying to understand why
93
230083
1719
그리고 저희는 왜 어떤 군체들은
04:03
some colonies forage less than others
94
231802
2140
다른 군체보다 채집을 덜 하는지에 대해
04:05
by thinking about ants as neurons,
95
233942
2325
개미를 신경세포로 간주하고
04:08
using models from neuroscience.
96
236267
2338
신경과학의 모형을 사용하여
이해하려고 시도하고 있습니다.
이해하려고 시도하고 있습니다.
04:10
So just as a neuron adds up its stimulation
97
238605
2674
신경세포가 다른 세포로부터
04:13
from other neurons to decide whether to fire,
98
241279
2006
받은 자극을 더해서
신호를 발생할 지를 결정하듯이
신호를 발생할 지를 결정하듯이
04:15
an ant adds up its stimulation from other ants
99
243285
2885
개미는 다른 개미로부터
받은 자극을 합쳐서
받은 자극을 합쳐서
04:18
to decide whether to forage.
100
246170
2023
먹이사냥을 나갈지 결정합니다.
04:20
And what we're looking for is whether there might be
101
248193
1637
그리고 우리가 궁금한 것은
군체들 사이에서
군체들 사이에서
04:21
small differences among colonies
102
249830
1992
적극적으로 먹이사냥을 나가기 전에
04:23
in how many interactions each ant needs
103
251822
3314
개미들끼리 얼마나 많이
의사소통을 하는지에
의사소통을 하는지에
04:27
before it's willing to go out and forage,
104
255136
1926
차이가 있지 않을까 하는 것이죠.
04:29
because a colony like that would forage less.
105
257062
3767
이런 군체는 먹이사냥을
덜 나갈 것이기 때문입니다.
덜 나갈 것이기 때문입니다.
04:32
And this raises an analogous question about brains.
106
260829
3139
그리고 이것은 인간의 뇌에
비슷한 문제를 제기하죠.
비슷한 문제를 제기하죠.
04:35
We talk about the brain,
107
263968
1412
우리는 뇌에 대하여 이야기하지만
04:37
but of course every brain is slightly different,
108
265380
2890
물론 뇌는 서로 조금씩 다르며,
04:40
and maybe there are some individuals
109
268270
1379
어쩌면 특정 개개인이나, 조건에 따라,
04:41
or some conditions
110
269649
1319
신경세포의 전기적 특성이 달라
04:42
in which the electrical properties of neurons are such
111
270968
3222
발사를 위해 더 많은 자극이 필요한
04:46
that they require more stimulus to fire,
112
274190
3870
다른 뇌상태도 존재할 것입니다.
04:50
and that would lead to differences in brain function.
113
278060
3726
그래서 뇌 기능에
차이를 보일지도 모르죠.
차이를 보일지도 모르죠.
04:53
So in order to ask evolutionary questions,
114
281786
2334
진화에 관한 질문을 하기 위해서는
04:56
we need to know about reproductive success.
115
284120
2679
번식 성공률에 대해
알 필요가 있습니다.
알 필요가 있습니다.
04:58
This is a map of the study site
116
286799
2325
이것은 군체의 연령에 가까운
05:01
where I have been tracking this population
117
289124
2553
시간인 28년이라는 세월동안,
05:03
of harvester ant colonies for 28 years,
118
291677
3293
채집 개미 군체들의
인구변화를 관찰해 온
인구변화를 관찰해 온
05:06
which is about as long as a colony lives.
119
294970
2262
연구 사이트의 지도입니다.
05:09
Each symbol is a colony,
120
297232
2099
각각의 기호는 군체를 나타내며
05:11
and the size of the symbol is
how many offspring it had,
how many offspring it had,
121
299331
3266
점의 크기는 개미들이 얼마나 많이
번식했는지를 보여줍니다.
번식했는지를 보여줍니다.
05:14
because we were able to use genetic variation
122
302597
1913
우리는 어떤 군체들이
05:16
to match up parent and offspring colonies,
123
304510
2711
모 군체에서 태어난 딸인
여왕 개미가 세운
여왕 개미가 세운
05:19
that is, to figure out which colonies
124
307221
3297
군체인지를 알아내기 위해,
05:22
were founded by a daughter queen
125
310518
1925
모 군체와 자식 군체를
구별할 수 있도록 해주는
구별할 수 있도록 해주는
05:24
produced by which parent colony.
126
312443
2068
유전 변이 기술을
이용 할 수 있었습니다.
이용 할 수 있었습니다.
05:26
And this was amazing for me, after all these years,
127
314511
2002
저에게 굉장한 일이었습니다.
오랜시간 동안 이걸 밝히려고 했거든요.
오랜시간 동안 이걸 밝히려고 했거든요.
05:28
to find out, for example, that colony 154,
128
316513
3128
예를 들어, 오래전 부터 연구해 온
05:31
whom I've known well for many years,
129
319641
2176
군체154는
05:33
is a great-grandmother.
130
321817
1819
증조모가 됐습니다.
05:35
Here's her daughter colony,
131
323636
1740
여기는 딸의 군체이고
05:37
here's her granddaughter colony,
132
325376
2684
여기는 손녀의 군체이고
05:40
and these are her great-granddaughter colonies.
133
328060
2392
여기는 증손녀의 군체입니다.
05:42
And by doing this, I was able to learn
134
330452
2025
이 연구를 하면서,
저는 자손들의 군체가
저는 자손들의 군체가
05:44
that offspring colonies resemble parent colonies
135
332477
3283
어떤 날이 너무 더워서
05:47
in their decisions about which days are so hot
136
335760
2217
먹이 사냥을 나가지 않도록 결정할 때
05:49
that they don't forage,
137
337977
1778
모 군체와 비슷하게 한다는 것을
알게 되었습니다.
알게 되었습니다.
05:51
and the offspring of parent colonies
138
339755
1464
그리고 모 군체의 자손들은
05:53
live so far from each other that the ants never meet,
139
341219
2906
서로 만날 수 없을 만큼
멀리 떨어져서 생활합니다.
멀리 떨어져서 생활합니다.
05:56
so the ants of the offspring colony
140
344125
2289
그래서 자손 군체의 개미들은
05:58
can't be learning this from the parent colony.
141
346414
2244
모 군체로부터 이런 걸 배울 수는 없죠.
06:00
And so our next step is to look
142
348658
1381
그래서 우리의 다음 과제는
06:02
for the genetic variation
underlying this resemblance.
underlying this resemblance.
143
350039
5276
이 유사성을 근거로
유전변이를 연구하는 것입니다.
유전변이를 연구하는 것입니다.
06:07
So then I was able to ask, okay, who's doing better?
144
355315
4125
그리고 누가 더 잘 하고 있는지
질문을 던질 수 있었습니다.
질문을 던질 수 있었습니다.
06:11
Over the time of the study,
145
359440
1460
전체 연구 기간 동안
06:12
and especially in the past 10 years,
146
360900
1465
그리고 특히 지난 10년
06:14
there's been a very severe and deepening drought
147
362365
3308
미국 남서부 지역에
06:17
in the Southwestern U.S.,
148
365673
2127
아주 극심하고
심각한 가뭄이 있었습니다.
심각한 가뭄이 있었습니다.
06:19
and it turns out that the
colonies that conserve water,
colonies that conserve water,
149
367800
3053
그리고 물을 저장해 놓았던 군체들은
06:22
that stay in when it's really hot outside,
150
370853
4429
아주 더운 날 개미집
안에서 지내는 대신
안에서 지내는 대신
06:27
and thus sacrifice getting as much food as possible,
151
375282
2632
가능한 한 많은 먹이를
찾아오는 것을 포기하는데
찾아오는 것을 포기하는데
06:29
are the ones more likely to have offspring colonies.
152
377914
2945
더 많은 종족 번식을
할 수 있었습니다.
할 수 있었습니다.
06:32
So all this time, I thought that colony 154
153
380859
2269
지금껏, 저는 군체154가
06:35
was a loser, because on really dry days,
154
383128
2670
패자라고 생각 했는데
왜냐면 아주 건조한 날은
왜냐면 아주 건조한 날은
06:37
there'd be just this trickle of foraging,
155
385798
1868
다른 군체들이 먹이사냥을 나가고
06:39
while the other colonies were out
156
387666
1591
많은 먹이를 찾는 동안
06:41
foraging, getting lots of food,
157
389257
2117
거의 먹이사냥을 나가지 않았죠.
06:43
but in fact, colony 154 is a huge success.
158
391374
3020
사실 군체154는 커다란 성공작입니다.
06:46
She's a matriarch.
159
394394
1332
암컷 우두머리이며
06:47
She's one of the rare great-grandmothers on the site.
160
395726
3052
군체안에서 보기 드문
증조모 중 하나입니다.
증조모 중 하나입니다.
06:50
To my knowledge, this is the first time
161
398778
2785
제가 알기로는 이것은 처음으로
06:53
that we've been able to track
162
401563
1639
동물 자연개체군에서
06:55
the ongoing evolution of collective behavior
163
403202
3001
진행중인 집단 행동의 진화를
06:58
in a natural population of animals
164
406203
2117
추적할 수 있었으며
07:00
and find out what's actually working best.
165
408320
4657
무엇이 가장 효과적인지 알았습니다.
07:04
Now, the Internet uses an algorithm
166
412977
2421
현재, 인터넷에서
데이터 전송을 통제하기 위해
데이터 전송을 통제하기 위해
07:07
to regulate the flow of data
167
415398
2853
알고리즘이 사용되는데
07:10
that's very similar to the one
168
418251
2227
이것은 수확개미들이
07:12
that the harvester ants are using to regulate
169
420478
2376
채집개미의 이동을 통제하는 것과
07:14
the flow of foragers.
170
422854
1541
비슷합니다.
07:16
And guess what we call this analogy?
171
424395
3366
여러분들은 이런 유사성을
뭐라고 하는지 아십니까?
뭐라고 하는지 아십니까?
07:19
The anternet is coming.
172
427761
1518
저는 개미인터넷이 생각나네요.
07:21
(Applause)
173
429279
1721
(박수)
07:23
So data doesn't leave the source computer
174
431000
3454
그래서 데이터는 신호를 전송하기 위한
07:26
unless it gets a signal that there's enough bandwidth
175
434454
2861
대역폭이 충분하지 않으면
07:29
for it to travel on.
176
437315
2729
원래 컴퓨터에 남아 있습니다.
07:32
In the early days of the Internet,
177
440044
1441
인터넷 초창기에는
07:33
when operating costs were really high
178
441485
2274
운영비가 굉장히 비싸서
07:35
and it was really important not to lose any data,
179
443759
3227
데이터를 잃어버리지 않는 것이
굉장히 중요했습니다.
굉장히 중요했습니다.
07:38
then the system was set up for interactions
180
446986
2157
그래서 데이터 전송을 하기 위한
07:41
to activate the flow of data.
181
449143
3062
시스템이 설치되었습니다.
07:44
It's interesting that the ants are using an algorithm
182
452205
2385
개미가 인간이 근래에 발명한 것과
07:46
that's so similar to the one that we recently invented,
183
454590
3896
비슷한 알고리즘을
사용한다는 것은 흥미롭지만
사용한다는 것은 흥미롭지만
07:50
but this is only one of a handful of ant algorithms
184
458486
2953
이것은 우리가 알고 있는
07:53
that we know about,
185
461439
1419
몇 안 되는 개미 알고리즘의
하나일 뿐입니다.
하나일 뿐입니다.
07:54
and ants have had 130 million years
186
462858
3193
개미는 1억 3천만년 동안
07:58
to evolve a lot of good ones,
187
466051
2026
무수히 많은 종으로 진화해 왔으며
08:00
and I think it's very likely
188
468077
1506
제 생각에는
08:01
that some of the other 12,000 species
189
469583
2557
다른 12,000종 중 일부는
08:04
are going to have interesting algorithms
190
472140
2697
우리는 아직 생각해 보지도 못한
08:06
for data networks
191
474837
1024
흥미로운 데이터 네트워크 알고리즘을
08:07
that we haven't even thought of yet.
192
475861
2697
사용하는 것 같습니다.
08:10
So what happens when operating costs are low?
193
478558
3085
그러면 운영비가 적게 들면
어떻게 될까요?
어떻게 될까요?
08:13
Operating costs are low in the tropics,
194
481643
1787
열대지역에서는 운영비가 적게 드는데
08:15
because it's very humid, and it's easy for the ants
195
483430
2096
아주 습하고 개미들이
08:17
to be outside walking around.
196
485526
2824
밖에서 돌아다니기가 쉽기 때문입니다.
08:20
But the ants are so abundant
197
488350
1653
하지만 개미는
08:22
and diverse in the tropics
198
490003
1818
열대에 아주 많고 다양해서
08:23
that there's a lot of competition.
199
491821
2598
경쟁이 치열합니다.
08:26
Whatever resource one species is using,
200
494419
1952
어떤 자원을 이용하든
08:28
another species is likely to be using that
201
496371
3172
다른 종들도 그 자원을
08:31
at the same time.
202
499543
2379
동시에 사용하려고 할 겁니다.
08:33
So in this environment, interactions are used
203
501922
2608
이런 환경속에서는 의사소통을
08:36
in the opposite way.
204
504530
1945
다른 방법으로 합니다.
08:38
The system keeps going
205
506475
1395
특별히 문제가 발생하지 않는 한
08:39
unless something negative happens,
206
507870
1554
이 시스템은 계속 유지될 겁니다.
08:41
and one species that I study makes circuits
207
509424
2167
그리고 제가 연구하는 개미는
08:43
in the trees of foraging ants
208
511591
2159
개미집에서 나와 먹이감을 찾고
08:45
going from the nest to a food source and back,
209
513750
2981
돌아오기를
08:48
just round and round,
210
516731
1329
계속 반복합니다.
08:50
unless something negative happens,
211
518060
1442
다른 개미와
08:51
like an interaction
212
519502
1609
의사소통 할 때
08:53
with ants of another species.
213
521111
2739
문제가 생기지 않는 한 말입니다.
08:55
So here's an example of ant security.
214
523850
2937
그리고 여기 개미
방어시스템의 보기가 있는데
방어시스템의 보기가 있는데
08:58
In the middle, there's an ant
215
526787
1858
중앙에 보시면 개미 한 마리가
09:00
plugging the nest entrance with its head
216
528645
2463
다른 개미종과 의사소통 하려고
09:03
in response to interactions with another species.
217
531108
2993
머리를 개미집 입구에 집어 넣고 있는데
09:06
Those are the little ones running around
218
534101
1659
작은 개미들이 복부를 치켜올리면서
09:07
with their abdomens up in the air.
219
535760
2751
방어하고 있습니다.
09:10
But as soon as the threat is passed,
220
538511
2046
하지만 불청객이 돌아가자 마자
09:12
the entrance is open again,
221
540557
2755
입구는 다시 열립니다.
09:15
and maybe there are situations
222
543312
1790
그리고 아마 컴퓨터 보안시스템에도
09:17
in computer security
223
545102
1089
이와 같은 상황이 발생하는데
09:18
where operating costs are low enough
224
546191
2206
운영비가 낮다면
09:20
that we could just block access temporarily
225
548397
3375
급작스런 위험에 대응하기 위해서
09:23
in response to an immediate threat,
226
551772
2193
잠시 접속을 차단한 뒤
09:25
and then open it again,
227
553965
2026
다시 열 수 있습니다.
09:27
instead of trying to build
228
555991
1269
영구적인 방화벽이나 요새를
09:29
a permanent firewall or fortress.
229
557260
3980
설치하는 대신에 말이죠.
09:33
So another environmental challenge
230
561240
1940
모든 시스템들이 해결해야 하는
09:35
that all systems have to deal with
231
563180
1695
다른 환경적인 난제는
09:36
is resources, finding and collecting them.
232
564875
5452
자원을 찾고 모으는 일입니다.
09:42
And to do this, ants solve the problem
233
570327
1673
그것을 하기 위해서 개미들은
09:44
of collective search,
234
572000
1258
공동수색을 해서 문제점을 해결합니다.
09:45
and this is a problem that's of great interest
235
573258
1576
그리고 이것은 지금 로봇 공학에서도
09:46
right now in robotics,
236
574834
1484
최대 관심사인데
09:48
because we've understood that,
237
576318
1732
그 이유는
09:50
rather than sending a single,
238
578050
1614
다른 행성을 탐험하거나
09:51
sophisticated, expensive robot out
239
579664
3495
화재가 난 건물을 찾기 위해
09:55
to explore another planet
240
583159
1417
정교하고 값비싼 로봇 한 대를
09:56
or to search a burning building,
241
584576
2567
보내는 것보다는
09:59
that instead, it may be more effective
242
587143
2600
최소 정보만 교환하기 위해
10:01
to get a group of cheaper robots
243
589743
4377
값싼 로봇을 여럿 보내는 것이
10:06
exchanging only minimal information,
244
594120
2545
더 효과가 있기 때문입니다.
10:08
and that's the way that ants do it.
245
596665
2799
그리고 그것이 개미들이 하는 방법입니다.
10:11
So the invasive Argentine ant
246
599464
1765
그래서 침입을 잘하는
아르헨티나 개미는
아르헨티나 개미는
10:13
makes expandable search networks.
247
601229
2330
수색망을 최대한 넓힙니다.
10:15
They're good at dealing with the main problem
248
603559
2273
이 개미들은 공동수색의 주된 문제를
10:17
of collective search,
249
605832
1331
잘 해결하는데
10:19
which is the trade-off between
250
607163
2566
그 것은 빈틈없이 수색하는 것과
10:21
searching very thoroughly
251
609729
1336
넓은 지역을 탐색하는 것 사이에
10:23
and covering a lot of ground.
252
611065
1997
균형을 이룹니다.
10:25
And what they do is,
253
613062
895
개미들이 하는 방법은
10:25
when there are many ants in a small space,
254
613957
2387
좁은 지역에 개미들이 많을 때는
10:28
then each one can search very thoroughly
255
616344
2213
개미가 저마다 철저하게 수색할 수 있는데
10:30
because there will be another ant nearby
256
618557
1624
그 이유는 다른 개미들이 가까이에서
10:32
searching over there,
257
620181
1357
같이 수색하기 때문 입니다.
10:33
but when there are a few ants
258
621538
1647
하지만 넓은 지역에서
10:35
in a large space,
259
623185
2055
개미가 적으면
10:37
then they need to stretch out their paths
260
625240
2414
더 많은 지역을 탐색하기 위해
10:39
to cover more ground.
261
627654
1803
더 멀리 나가야 합니다.
10:41
I think they use interactions to assess density,
262
629457
2954
제 생각에 개미들은 밀도를 정하기 위해
의사소통을 하는 것 같습니다.
의사소통을 하는 것 같습니다.
10:44
so when they're really crowded,
263
632411
1229
개미가 많을 때는
10:45
they meet more often,
264
633640
1102
더 자주 만나고
10:46
and they search more thoroughly.
265
634742
2465
더 철저하게 수색합니다.
10:49
Different ant species must use different algorithms,
266
637207
3400
다른 개미종은
다른 알고리즘을 사용해야 하는데
다른 알고리즘을 사용해야 하는데
10:52
because they've evolved to deal with
267
640607
2522
다른 자원을 사용하도록
10:55
different resources,
268
643129
1671
진화해 왔기 때문입니다.
10:56
and it could be really useful to know about this,
269
644800
2559
그리고 이것을 아는 것은
큰 도움이 될 수 있습니다.
큰 도움이 될 수 있습니다.
10:59
and so we recently asked ants
270
647359
1642
그래서 최근 우리는
11:01
to solve the collective search problem
271
649001
2450
국제 우주 정거장 안에서
11:03
in the extreme environment
272
651451
1368
극미 중력의 극한 환경에서
11:04
of microgravity
273
652819
1558
공동수색의 문제점을 해결하기 위해
11:06
in the International Space Station.
274
654377
1976
개미들에게 도움을 청했습니다.
11:08
When I first saw this picture, I thought,
275
656353
1545
제가 이 사진을 처음 봤을 때는
11:09
Oh no, they've mounted the habitat vertically,
276
657898
2857
개미들의 서식지를 수직으로
고정시켰다고 생각했지만
고정시켰다고 생각했지만
11:12
but then I realized that, of course, it doesn't matter.
277
660755
2618
결국 아무 상관이 없다는 것을
알게 됐습니다.
알게 됐습니다.
11:15
So the idea here is that the ants
278
663373
2637
여기서 생각할 수 있는 것은 개미가
11:18
are working so hard to hang on
279
666010
1970
벽이나 바닥에
11:19
to the wall or the floor or whatever you call it
280
667980
3057
매달려 있으려고 힘쓰기 때문에
11:23
that they're less likely to interact,
281
671037
3009
교류를 덜 하게 됩니다.
11:26
and so the relationship between
282
674046
1244
그래서 얼마나 개미가 많은지
11:27
how crowded they are and how often they meet
283
675290
2120
얼마나 자주 만나는지에 대한 관계는
11:29
would be messed up.
284
677410
1725
생각할 수도 없게 됩니다.
11:31
We're still analyzing the data.
285
679135
1395
저희가 계속 자료를 분석하고 있지만
11:32
I don't have the results yet.
286
680530
1964
아직 결과는 나오지 않았습니다.
11:34
But it would be interesting to know
287
682494
1694
하지만 다른 종들이 지구의 다른 환경에서
11:36
how other species solve this problem
288
684188
2459
어떻게 이 문제를 해결하는지
11:38
in different environments on Earth,
289
686647
2564
아는 것은 흥미로운 일일 것입니다.
11:41
and so we're setting up a program
290
689211
1266
그래서 저희가 프로그램을
설치하고 있는데
설치하고 있는데
11:42
to encourage kids around the world
291
690477
2160
전세계 어린이들을 장려해서
11:44
to try this experiment with different species.
292
692637
2536
다른 종으로 이 실험을 해 보도록
하기 위한 것 입니다.
하기 위한 것 입니다.
11:47
It's very simple.
293
695173
1767
이 프로그램은 아주 간단하고
11:48
It can be done with cheap materials.
294
696940
2090
값싼 재료로 할 수 있습니다.
11:51
And that way, we could make a global map
295
699030
2833
그리고 그 방법으로 우리는
개미 공동수색 알고리즘의
개미 공동수색 알고리즘의
11:53
of ant collective search algorithms.
296
701863
3347
전체 지도를 만들 수 있습니다.
11:57
And I think it's pretty likely that the invasive species,
297
705210
2483
제 생각에는 건물 안으로 들어오는
11:59
the ones that come into our buildings,
298
707693
2149
침입을 잘 하는 종들이
12:01
are going to be really good at this,
299
709842
1742
이일을 아주 잘 할거라 생각되는데
12:03
because they're in your kitchen
300
711584
1848
주방에서 볼 수 있고
12:05
because they're really good
at finding food and water.
at finding food and water.
301
713432
3907
먹이와 물을 아주 잘 찾기 때문입니다.
12:09
So the most familiar resource for ants
302
717339
3265
개미들에게 가장 친근한 먹이감은
12:12
is a picnic,
303
720604
1315
소풍입니다.
12:13
and this is a clustered resource.
304
721919
2145
그리고 그것은
아주 풍성한 먹이감이죠.
아주 풍성한 먹이감이죠.
12:16
When there's one piece of fruit,
305
724064
999
거기에 과일 한 개가 있다면
12:17
there's likely to be another piece of fruit nearby,
306
725063
2515
그 옆에 다른 과일이 있을 겁니다.
12:19
and the ants that specialize on clustered resources
307
727578
3432
그리고 이런 먹이 전문가인 개미는
12:23
use interactions for recruitment.
308
731010
1942
개미를 불러모으기 위해 소통하는데
12:24
So when one ant meets another,
309
732952
1277
개미가 다른 개미를 만나거나
12:26
or when it meets a chemical deposited
310
734229
1625
다른 개미가
12:27
on the ground by another,
311
735854
1736
땅에 표시한 화학물을 만날 때는
12:29
then it changes direction to follow
312
737590
1833
소통한 방향으로
12:31
in the direction of the interaction,
313
739423
1573
방향을 바꿉니다.
12:32
and that's how you get the trail of ants
314
740996
1977
그리고 이런 까닭으로 여러분이
12:34
sharing your picnic.
315
742973
1413
소풍을 갔을 때 꼬리를 물고
나타나는 개미를 보는 거죠.
나타나는 개미를 보는 거죠.
12:36
Now this is a place where I think we might be able
316
744386
1695
저는 여기서 개미로부터 암에 대하여
12:38
to learn something from ants about cancer.
317
746081
3741
배울 수 있다고 생각합니다.
12:41
I mean, first, it's obvious that we could do a lot
318
749822
1981
제말은 먼저 우리는 암을 예방하기 위해
12:43
to prevent cancer
319
751803
1610
분명히 많은 것을 할 수 있는데
12:45
by not allowing people to spread around
320
753413
2577
사람들에게 퍼지지 않게 하거나
12:47
or sell the toxins that promote
321
755990
1944
우리 몸안에서 암전이를 촉진하는
12:49
the evolution of cancer in our bodies,
322
757934
2780
독소를 퍼뜨리지 않게 해야 합니다.
12:52
but I don't think the ants can help us much with this
323
760714
2346
하지만 저는 개미가 이 문제를
도와 줄 수 없다고 생각하는데
도와 줄 수 없다고 생각하는데
12:55
because ants never poison their own colonies.
324
763060
3358
개미들은 절대로 자신들의 군체를
독으로 오염시키지 않기 때문입니다.
독으로 오염시키지 않기 때문입니다.
12:58
But we might be able to learn something from ants
325
766418
1332
하지만 암을 치료하는데는
12:59
about treating cancer.
326
767750
1763
개미에게서 무언가를
배울 수 있을 것 입니다.
배울 수 있을 것 입니다.
13:01
There are many different kinds of cancer.
327
769513
2225
많은 종류의 암들이 있는데
13:03
Each one originates in a particular part of the body,
328
771738
2978
모든 암은 우리 몸의
특정 부위에서 발생합니다.
특정 부위에서 발생합니다.
13:06
and then some kinds of cancer will spread
329
774716
2966
그리고 어떤 암들은 특정 다른 조직에
13:09
or metastasize to particular other tissues
330
777682
2830
퍼지거나 전이되는데
13:12
where they must be getting
resources that they need.
resources that they need.
331
780512
2880
그 곳에서 암세포가 필요한
자원을 얻겠죠.
자원을 얻겠죠.
13:15
So if you think from the perspective
332
783392
1808
만약 여러분들이
13:17
of early metastatic cancer cells
333
785200
1950
암세포들이 필요한 자원을 찾는 것 처럼
13:19
as they're out searching around
334
787150
1623
초기 전이성 암 세포의 관점에서
13:20
for the resources that they need,
335
788773
2317
생각한다면,
13:23
if those resources are clustered,
336
791090
1983
그 자원들이 무리지어 있고
13:25
they're likely to use interactions for recruitment,
337
793073
3013
암세포를 증식시키기 위해
교류를 할 겁니다.
교류를 할 겁니다.
13:28
and if we can figure out how
cancer cells are recruiting,
cancer cells are recruiting,
338
796086
3093
그리고 어떻게 암 세포들이
모집하는지 알 수 있다면
모집하는지 알 수 있다면
13:31
then maybe we could set traps
339
799179
2347
교류가 확립 되기 전에 그걸 포획하는
13:33
to catch them before they become established.
340
801526
4049
덫을 놓을 수 있을지도 모릅니다.
13:37
So ants are using interactions in different ways
341
805575
3235
개미들은 다양한 환경에서
13:40
in a huge variety of environments,
342
808810
2602
다른 방법으로 의사소통을 하고 있으며
13:43
and we could learn from this
343
811412
1821
우리는 개미에게서
13:45
about other systems that operate
344
813233
1777
중앙 통제 없이 작동하는
13:47
without central control.
345
815010
2337
다른 시스템들에 대해서
배울 수 있습니다.
배울 수 있습니다.
13:49
Using only simple interactions,
346
817347
1979
아주 단순한 소통만으로
13:51
ant colonies have been performing
347
819326
1795
개미 군체들은 놀라운 위업을
13:53
amazing feats for more than 130 million years.
348
821121
3633
1억 3천만년 이상 수행해왔습니다.
13:56
We have a lot to learn from them.
349
824754
2140
우리는 개미에게서
배울 것이 많습니다.
배울 것이 많습니다.
13:58
Thank you.
350
826894
2738
감사합니다.
14:01
(Applause)
351
829632
2733
(박수)
ABOUT THE SPEAKER
Deborah Gordon - EcologistBy studying how ant colonies work without any one leader, Deborah Gordon has identified striking similarities in how ant colonies, brains, cells and computer networks regulate themselves.
Why you should listen
Ecologist Deborah M. Gordon has learned that ant colonies can work without central control by using simple interactions like how often the insects touch antennae. Contrary to the notion that colonies are organized by efficient ants, she has instead discovered that evolution has produced “noisy” systems that tolerate accident and respond flexibly to the environment. When conditions are tough, natural selection favors colonies that conserve resources.
Her studies of ant colonies have led her and her Stanford colleagues to the discovery of the “Anternet,” which regulates foraging in ants in the same way the internet regulates data traffic. But as she said to Wired in 2013, "Insect behavior mimicking human networks ... is actually not what’s most interesting about ant networks. What’s far more interesting are the parallels in the other direction: What have the ants worked out that we humans haven’t thought of yet?" Her latest exploration: How do ants behave in space?
Deborah Gordon | Speaker | TED.com