聚集、成群、旋转：数据驱动鱼群模型的相图
定量方法
2015-02-03 v1 生物物理
摘要
我们确定了由 Gautrais 等人（PLoS Comp. Biol. 8, e1002678 (2012)）从数据导出的鱼群模型的基本相图，探索了其参数空间，超出了在浅水箱中成群游泳的条纹旗鱼（Kuhlia mugil）实验确定的参数值。除了原始模型外，我们还研究了一个修正模型，该模型在刺激/响应函数中引入了额外的前方偏好，以解释相互作用的角加权。我们的研究主要局限于中等规模的群体（约 100 个个体），不仅关注由游泳速度增加引发的成群转变，还关注鱼群表现出旋转动力学及相应行为转变的条件。我们证明了在旋转和成群之间存在一个转变区域，在该区域内，对于相同的个体参数组合，鱼群表现出多稳态性以及成群与旋转之间的间歇性。我们还表明，旋转不会发生在任意大的群体中，这主要是由于模型的距离依赖相互作用以及鱼群中的信息传播延迟，导致大群体产生冲突反应。最后，我们讨论了研究结果的生物学意义，特别是行为转变对社会相互作用的依赖性，Gautrais 等人曾报道这种依赖性在实验条件下具有适应性。
引用
@article{arxiv.1308.2889,
title = {Swarming, Schooling, Milling: Phase diagram of a data-driven fish school model},
author = {Daniel S. Calovi and Ugo Lopez and Sandrine Ngo and Clément Sire and Hugues Chaté and Guy Theraulaz},
journal= {arXiv preprint arXiv:1308.2889},
year = {2015}
}