流体派生晶格用于细菌群体生长的无偏建模

细菌群体可根据环境和内部条件形成多种形状和结构。为了帮助理解决定这些群体结构及其多样性的机制，已应用 various 数值建模技术。最常用的是连续模型、基于智能体的模型和晶格模型。连续模型通常计算速度快，但忽略个体层面的信息，这在理解群体内多样性方面可能至关重要。基于智能体的模型更详细地解析局部细节，但计算成本高昂。基于晶格的方法在这两种限制之间取得了平衡。然而，这已知会以不希望的副作用引入到群体结构中。例如，方形晶格倾向于产生方形群体，即使预期的是各向同性形状。本文旨在克服这些限制，因此研究一种结合晶格描述和连续描述的混合数值方法中的晶格诱导的取向对称性。我们对这些伪像素进行特征化，并展示了通过使用源自无结构流体的无序晶格来克服这些限制。本方法的主要优势在于，晶格本身不会赋予群体优先的取向性。我们演示，我的实现可以在普通台式计算机上在数小时内完成数百万个个体的群体生长研究，同时保留许多基于智能体模型的有益特征。此外，我们的方法可以轻易适用于广泛的应用，为研究形状多样且包含复杂内部相互作用的群体的形成开辟了新途径。