蚂蚁合作运输中的紧急振荡对障碍物越过的帮助
摘要：由于内部相互作用、外部约束和信息入流的影响，动物群体的集体运动受到影响。目前尚缺乏关于这些不同因素如何产生不同集体运动模式的定量理解。在这里，我们研究了协作运输大型食物的蚂蚁在其路径上遇到障碍物时的反应。通过将实验与机械耦合主动代理的统计物理模型相结合，我们表明，约束引发了一种确定性集体振荡模式，有助于绕过障碍物。我们提供了直接的实验证据，并得到了理论支持，表明这种运动是一种新兴的群体效应，不需要个体层面的行为改变。我们将这些弛豫振荡追溯到两个力之间的相互作用；被告知的蚂蚁将负担拉向巢穴，而未知的蚂蚁则在切向方向上促使运动持续。模型预测振荡出现在临界系统大小以上，群体可以自发地过渡到有序相，系统可以展示完全旋转，这些都得到了实验证实。我们预计，在环境结构强加个体信息之间的冲突以及群体凝聚力的倾向的集体运动场景中，类似的振荡模式会出现。
作者：Aviram Gelblum, Itai Pinkoviezky, Ehud Fonio, Nir S. Gov, Ofer Feinerman
论文ID：2107.09508
分类：Biological Physics
分类简称：physics.bio-ph
提交时间：2021-07-21