将蚂蚁的协作搬运与自驱动粒子的物理相联系

Paratrechina longicornis 蚂蚁以其协作搬运大型食物的能力而闻名。以往研究聚焦于单个蚂蚁的行为规则，并利用耦合承载者模型解释其高效协调。与这种微观描述相反，我们将被搬运物体视为一个由速度大小和方向表征的单一自驱动粒子。我们通过实验观察 P. longicornis 蚂蚁协作搬运不同半径的负载。通过分析负载运动的统计特征，我们表明其主要性质可由一组描述自驱动粒子的 Langevin 方程很好地刻画。我们将宏观模型的参数与系统的微观性质相联系。虽然速度方向的自相关时间随群体规模增大而增加，速度大小的自相关时间在中等的群体规模处出现最大值。这对应于耦合承载者模型中识别出的相变附近的临界慢化。我们的发现表明，自驱动粒子模型能有效刻画相互作用个体的系统。