2010-09-20

理解行為模式:為何鳥群會行動一致

Understanding behavioral patterns: Why bird flocks move in unison
http://www.physorg.com/news203743921.html

September 15, 2010

動物群,包括蜜蜂、魚、螞蟻或鳥,常以令人驚訝的同步性移動,而且看起好像是在隨時察覺下(at a moment's notice)做出了全體一致的決定,這種現象仍使許多研究者感到困惑。

一項週三(9/15)於 New Journal of Physics 發表的新研究,利用一種粒子模型來解釋鳥群在覓食飛行中著陸的集體決策(collective decision making)過程。

利用簡單的自我推進粒子(self-propelled particle,SPP)系統(那以粒子來代表鳥,同時具有位置與速度這樣的參數),來自匈牙利 Budapest 的研究者發現,從飛行到著陸狀態的集體轉變凌駕每隻鳥兒的個別著陸意圖。

在缺乏決策領導者的情況中,群體轉移到陸地密集地受個別鳥兒的擾動(perturbations)所影響,諸如鳥兒在鳥群中的飛行位置。這能與成堆沙粒的崩落相比(那甚至連完美對稱且謹慎放置的顆粒也會發生),但在實際上,因為逐漸增加的非線性波動而更快發生。

如同研究者的解釋:"我們的主要動機是,對於某些令人困擾卻在自然界中發生的事有更好的理解,尤其是在一群人或動物中,涉及群體性行為模式的停止或開始的例子。"

"我們為系統提出一種簡單的模型,該系統的成員在空間中以及在與決定停止某活動有關的心智狀態中,都傾向遵循其他成員。這是一種非常一般的模型,那能夠應用到類似狀況中。"

可能的應用包括:群體性飛行、無人飛行器、在群眾或一群動物開始某種想要的運動模式,或甚至是金融(市場),在此,其結果能用來詮釋在股市買賣股票的群體效應。

※ 相關報導:

* Collective decision making in cohesive flocks
http://iopscience.iop.org/1367-2630/12/9/093019/fulltext
K Bhattacharya and Tamás Vicsek
New J. Phys. 12 (2010) 093019
Published 15 September 2010
doi: 10.1088/1367-2630/12/9/093019
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