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최근 프랑스국립과학연구센터(CNRS), ENS Lyon 및 l’UniversitE Claude Bernard Lyon 공동연구팀은 마라톤 시작점에서 마라톤 주자의 움직임을 연구함으로써, 군중의 집단적 움직임을 액체의 흐름과 같이 설명하는 데 성공했다. 2019년 1월 4일 Science지에 게재된 이 연구결과는 속도와 밀도의 변동이 많은 수의 군중을 통해 어떻게 전달되는 지 예측할 수 있는 방식을 설명했다. 연구팀은 2016년 개최된 시카고 마라톤을 연구하여, 2017년 파리 마라톤의 시작점에 있던 수천 명의 주자들의 움직임을 예측하는 데 성공했다. 군중의 움직임과 행동에 대한 정확한 시뮬레이션은 디지털 시퀀스 제작이나 집단 관리를 위한 대형 구조물 제작에 매우 중요한 요소다. 그러나 외부 자극에 반응하는 집단의 역동성을 정량적 예측은 여전히 개방된 연구주제로, 기본적으로 각각의 개인들의 행동이 경험적 행동 규칙에 따라 반응한다는 모델에 기반하고 있다. 현재까지 행동 규칙을 따르지 않고 군중의 유체 역학을 설명하는 실험적으로 검증된 물리적 모델은 없다. 연구팀은 이번 연구에서 수만 명의 인원으로 구성된 군중에 대한 측정 연구를 통해 추론한 첫 번째 방정식을 제시했다. 마라톤은 걷기와 멈춤의 연속적인 시퀀스로 구성된 시작 라인에 따라 움직이기 때문에 연구팀 물리학자들은 마라톤 시작 지점에서 주자들의 코호트에 집중해다. 이러한 프로토콜은 주기적이며 통제된 방해 상황을 만들어 내는데, 이는 일반적으로 유체의 기계적 반응을 조사하는데 사용되는 자극과 유사하다. 놀랍게도, 집단 행동은 지속적으로 1 m/s 의 속도 전파를 띄며, 한 주자 집단과 다른 주자 집단, 한 경주와 다른 경주, 한 국가와 다른 국가간에 큰 차이가 없는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 2016년 시카고 마라톤에서 관찰된 군중 흐름을 통해 2017년 파리 마라톤 시작점에서 수 천명의 주자들의 행동을 예측하는 데 성공하면서, 군중의 흐름을 정확하게 예측할 수 있는 일반론을 제시할 수 있게 되었다. 연구팀은 유체 역학의 기술적인 표준을 사용하여 5번의 마라톤 시작점의 이미지를 분석하여, 군중 속도를 매 순간마다 측정하여 이를 유체 원리로 설명하였다. 이번 연구 결과는 속도의 증가에 대한 정보가 수백 미터에 달하는 크기의 파도 형태로 그룹 뒤쪽으로 퍼지는 것을 보여준다. 이와 대조적으로 군중의 이동 궤적 변화는 매우 빠르게 분산되어 단지 몇 미터 내의 군중에게만 퍼지는 경향을 보인다. 즉, 속도 정보는 유체(군중)를 통해 쉽게 퍼지는 반면 방향 정보는 쉽게 퍼지지 않는다. |
