跟随交互领导者的自驱动粒子群的集体运动

为了在运动过程中保持凝聚力，群居动物必须做出集体决策。许多物种拥有具有多级社群的复杂社会。一种常见情况是存在两个主导层级，一个对应于领导者，另一个由追随者组成。在本文中，我们研究了这种自驱动粒子的两级集合的集体运动。我们提出了一个模型，该模型改编自最初用于描述细胞运动的模型，从而产生平滑变化的相干运动。我们将使用对应于某些哺乳动物大群体的术语，其中领导者和追随者形成一个称为“后宫”的群体。我们通过计算机模拟研究了运动过程中兽群内子群体的涌现（自组织）。将所得过程与我们之前对普氏野马群（匈牙利霍尔托巴吉）的观察结果进行了比较，我们将其作为已发表案例研究的结果。我们发现该模型再现了由在开阔地移动的后宫组成的兽群的关键特征，包括领导者之间以及领导者与单身汉群体（没有追随者的领导者群体）之间对追随者的争夺。然而，我们的发现之一与观察结果不符。虽然在我们的模型中涌现的群体大小分布是正态分布，但基于历史数据的观察到的兽群群体大小分布被发现服从对数正态分布。我们论证道，这表明后宫的形成（及其大小）必须涉及比简单的基于空间距离的相互作用更复杂的社会拓扑结构。