树形霓虹蚁觅食动力学中的混合反馈振荡

我们提出并分析了一个模型，用于研究树形霓虹蚁 $\textit{Cephalotes goniodontus}$ 在觅食期间巢穴内外流动的动力学，以探讨振荡出现的可能机制。在我们的模型中，蚂蚁在不同行为舱室之间的流动与信息素沿路径的量量之间存在混合动力学反馈。一方面，蚂蚁沿路径沉积信息素，这通过增加返回巢穴的率来提供正反馈。另一方面，信息素蒸发是负反馈来源，因为它会耗尽信息素并抑制返回率。我们证明了在缺乏信息素反馈的情况下，该模型在无条件下稳定。然后我们表明，信息素反馈可以导致平衡点的失稳，并通过 Hopf 分岔导致巢穴内外流动持续振荡。该分析阐明了一种潜在的关键机制，使树形霓虹蚁能够有效地优化其路径网络，以最小化旅行路径长度并消除图形循环。