对椋鸟群集体逃离行为的机制性理解

摘要

当受到空中捕食者的追击时，大群的欧洲椋鸟会不断且迅速地改变形状、大小和内部结构。它们如何形成多种多样的集体逃避行为至今仍不清楚。在这项研究中，我们通过结合机器人捕食者追逐椋鸟的视频片段以及基于数据的三维代理模型，分析了椋鸟的集体行为。实验结果表明，群体中的个体在逃避动作上存在差异，并且多种集体行为模式会同时出现在整个群体中。在计算机模拟中，我们发现了导致群体运动和逃避行为的个体层面规则，这些规则与真实椋鸟的行为相似。我们的研究结果表明，椋鸟群体行为的形成机制取决于逃避信息在群体中的传播速度、逃避个体相对于捕食者的位置以及群体的先前状态（即滞后现象）。我们的研究强调了在研究自组织适应性系统时，探究微观尺度动态和微观-宏观反馈机制的重要性。