由背叛者存在触发的 Lévy 飞行如何影响空间博弈中合作的演化

个体间的合作是维系社会的关键。然而，自然选择偏好背叛而非合作。当个体的流动性使合作者能够形成簇（或群体）时，合作可受到青睐。动物的运动模式有时遵循 Lévy 飞行。Lévy 飞行是一种随机游走，但由许多小步移动与少数大步移动组成。Lévy 飞行对合作的作用已由 Antonioni 和 Tomassini 研究。他们表明，Lévy 飞行与由邻近背叛者触发的条件性移动相结合促进了合作。然而，针对邻近背叛者的最优条件，以及该条件如何随 Lévy 飞行强度变化，仍不清楚。在此，我们在方格上开发了一个基于智能体的模型，其中智能体根据邻近背叛者比例执行 Lévy 飞行。我们系统研究了合作的三大因素之间的关系：对背叛者的敏感性、Lévy 飞行强度与种群密度。演化模拟结果表明，中等敏感性最促进合作。进而我们发现，当对背叛者敏感性高时，最短移动最利于合作；相反，当敏感性低时，较长移动最利于合作。因此，Lévy 飞行——短跳与长跳之间的平衡——在任何敏感性下都促进了合作，这由演化模拟所证实。最后，随着种群密度增大，较高敏感性更有利于合作的演化。我们的研究强调，Lévy 飞行不仅是一种最优觅食策略，也是与他人构建合作关系的最优搜索策略。