Понедельник, 26.10.2026, 14:42 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Чупакабра [793]
Снежный человек [1156]
Морские чудовища [1092]
Сухопутные твари [932]
Летающие монстры [251]
Подземные твари [61]
Динозавры,мегафауна [1692]
Теория [1276]
Акулы [275]
Бабочки [170]
Грибы [231]
Гусеницы [66]
Дельфины [183]
Ежи [38]
Жуки [122]
Зайцы [34]
Змеи [273]
Кальмары,осьминоги [206]
Киты [307]
Копытные [604]
Кораллы [165]
Кошачьи [849]
Крокодилы [115]
Крысы,мыши [377]
Летучие мыши [181]
Лягушки [217]
Медведи [353]
Медузы,моллюски [236]
Микроорганизмы [643]
Морские звезды [42]
Морские львы,тюлени [157]
Муравьи [271]
Мухи,комары [302]
Насекомые [429]
Обезьяны [745]
Пауки [353]
Пингвины [104]
Псовые [680]
Птицы [1236]
Пчелы [398]
Ракообразные [210]
Растения [667]
Рыбы [935]
Саранча,кузнечики [29]
Слоны [167]
Сурикаты,грызуны [327]
Тараканы [60]
Улитки [80]
Хамелеоны [19]
Черви [222]
Черепахи [138]
Ящерицы [200]

Интересное
Аномальные новости

Хроники природных катастроф

Календарь
«  Ноябрь 2022  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
 123456
78910111213
14151617181920
21222324252627
282930

Архив новостей

Реклама

Логотип сайта

Форма входа

Главная » 2022 » Ноябрь » 2 » Физики описали коллективное движение овец

21:43
Физики описали коллективное движение овец

Физики пронаблюдали за движением групп из 2–4 овец на пастбище и математически описали закономерности этого движения. Как сообщается в статье, опубликованной в Nature Physics, процесс состоит из двух чередующихся фаз: выпаса, в течение которого особи неподвижны и пасутся, и коллективного перемещения овец, в ходе которого одна особь становится лидером и определяет траекторию движения всей группы.

При этом после каждого выпаса лидер выбирается заново случайным образом, и одна и та же овца в разных циклах чередует роль лидера и ведомой особи. У различных видов животных зафиксированы как демократический тип коллективного движения (когда в каждой локальной области пространства особи стремятся двигаться с локальной средней скоростью, наблюдая за соседями), так и иерархические структуры (в которых особи, например, выстраиваются линейно или V-образно).

Как правило, коллективное движение (иерархическое или демократическое) моделируют для ситуации, когда коллективное поведенческое состояние группы остается постоянным. Однако в реальности коллективное движение чередуется с другими фазами коллективного поведения (например, в которых особи неподвижны) и тем самым разбивается на этапы. Чтобы смоделировать такое поэтапное коллективное перемещение, нужно описать не только механизм самого движения, но и механизм его запуска — в частности, понять, по какой закономерности определяется скорость, направление движения и, в случае движений иерархического типа, лидер группы на очередном этапе.

Физики из Франции под руководством Фернандо Перуани (Fernando Peruani) из Университета Лазурного берега рассмотрели поэтапное коллективное движение на примере группы домашних овец (Ovis aries). Для этого ученые пронаблюдали за группами из двух, трех и четырех полуторагодовалых женских особей на квадратном пастбище со стороной 80 метров, которое было однородно покрыто зеленью. Положение особей каждую секунду на протяжении получаса фиксировала камера с высоты семь метров, установленная в одном из углов пастбища. Для каждого фиксированного количества овец получасовые наблюдения проводились по восемь раз.

По итогам наблюдений паттерн поведения оказался общим вне зависимости от сеанса наблюдения и количества особей в группе: выпас овец на статичных позициях чередовался с фазами коллективного движения типичной длительностью около 40 секунд. При движении овцы выстраивались в линию и вся группа следовала за одной особью-лидером, но на разных этапах движения лидером становились разные особи. Исследователи убедились, что на каждом этапе лидер выбирается случайно и каждая особь может стать лидером с одинаковой вероятностью (нулевая гипотеза не может быть отвергнута на уровне значимости 0,05).

Чтобы описать движение овец математически, авторы ввели в рассмотрение зависящую от времени величину скорости овец (общую для всех особей), которая равна нулю в фазе выпаса и приблизительно равна одному метру в секунду в фазе коллективного движения, а также углы, которые определяют направление индивидуального движения каждой особи с общей коллективной скоростью.

Изменение направлений движения каждой особи определялось в модели двумя вкладами: случайным (пропорциональным белому шуму) и неслучайным, который определялся влиянием движения остальных особей группы на движение данной. Физики рассмотрели несколько способов такого влияния: ситуации, когда особь стремится согласовать направление скоростей с соседом и когда она стремится направить скорость вдоль линии, соединяющей ее с соседом, а также случай, когда овца стремится к балансу между двумя этими условиями вместе взятыми. Кроме того, для каждой из этих трех моделей ученые тестировали три типа взаимодействующей сети: полностью взаимную, когда каждая особь взаимно влияет на каждую, и две иерархические, когда взаимодействия между парами овец строго односторонние (в каждой паре одна овца влияет на направление движения второй, но не наоборот), либо отсутствуют.

По итогам сравнения моделей с экспериментом оптимальной оказалась модель с линейной иерархией особей (лидер влияет на первого ведомого, первый ведомый влияет на второго и так далее, а остальные взаимодействия нулевые) и стремлением скорости выравниваться по линии, соединяющей взаимодействующих особей.

Авторы также протестировали построенную модель коллективного движения на модельных ситуациях, не имеющих отношения к наблюдениям: блуждания группы в лабиринте (при условии, что лидеру известна правильная траектория выхода, а все ведомые подчиняются линейной иерархической модели взаимодействия), а также поэтапного движения группы к целевой точке пространства (при условии, что только часть особей в результате выпавшего им лидерства ведет группу по направлению к этой точке, а оставшиеся особи не знают о цели и, становясь лидерами, ведут группу случайным образом).

Оказалось, что выравнивание скоростей по соединяющим особи линиям имеет большое преимущество над выравниванием скоростей друг относительно друга в задаче с лабиринтом: за 300 симуляций с первой моделью группа покинула лабиринт в 100 процентах случаев, тогда как со второй моделью — всего в 22 процентах.

В задаче поиска цели выяснилось, что даже при фиксированной доле информированных о целевом направлении особей в составе группы усредненный по этапам разброс направления движения группы вокруг направления на цель уменьшается с ростом количества особей (при этом модель гарантирует ненулевую среднюю скорость по направлению к цели даже при условии всего одной информированной особи).

Кроме того, ученые отмечают, что модель можно обобщить для описания крупных стад овец, добавляя к иерархии возможность для ведомой особи идти не строго в линию позади ее ведущего, а еще и по сторонам от него. Это позволяет моделировать разветвляющиеся цепи особей с общим лидером, что наблюдается при коллективном движении в крупных стадах. По словам авторов, дальнейшее развитие построенной модели поможет описать коллективные движения и у других видов животных, таких как волки, утки и слоны, а также построить бионические алгоритмы коллективной навигации.

https://nplus1.ru/news/2022/10/31/sheep-collective-motion

Категория: Копытные | Просмотров: 412 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0


Последние новости

Подлинность съемки Паттерсона-Гимлина сомнительна (6)

Что происходит под кожей во время укуса малярийного комара (6)

Сердца самок летучих мышей забились быстрее в ответ на крики потомства (6)

Вороны приняли решение быстрее людей и макак (5)

Израильские сипухи усыновили птенца пустельги (5)

Таинственный зверь из хроник Колумба (163)

Бигфут прячется поблизости от людей (42)

Умирающие кораллы научились спасаться прикосновением к здоровым (34)

Как в Танзании слонам помогли освоить горы (38)

Крупнейшая из ныне живущих гадюкообразных смертельных змей (85)

Как змеи перекатываются по земле на высокой скорости (36)

Фотографу удалось запечатлеть редчайшего белого оленя (35)

Японские муравьи превратили свой яд в клейкую паутину (82)

Первые обладатели шеи почти не могли вертеть головой (219)

Палеонтологи нашли древнейшую нелетающую птицу (58)

Собаки соотнесли звучание выдуманных слов с геометрическими фигурами (52)

Как сказать кошке на «ее языке», что вы ее любите (57)

Как жало пчелы качает яд после отделения от тела (157)

Как мертвые слоны меняют африканскую саванну (50)

У рыб возле городов обнаружили «эффект фастфуда» (43)

Генетики прочитали ДНК плейстоценовой семги (56)

Укорочение лап помогло ездовым собакам тянуть упряжку (52)

Шмели выжили при длительном приеме однопроцентного раствора этанола (50)

Широкие шейные позвонки у птиц-ныряльщиков сработали как амортизатор (47)

Насекомые обзавелись крыльями всего один раз в истории (54)

Матери свели маленьких орангутанов с ровесниками для игр (136)

Птицы, способные кричать громче отбойного молотка (153)

Амазонский паук сам притворился зомбирующим пауков грибом (55)

Обнаружили самое выносливое пустынное растение (63)

Случайная фотография помогла описать новый вид гигантской кувшинки (57)

Выявили рост численности пчел в зоне эвакуации на «Фукусиме» (62)

Самые тяжелые животные на суше и в океане (53)

Самые ядовитые морские животные в мире (55)

Биологи «заглянули» в геном 194-летней черепахи (64)

Почему большие собаки меньше живут (58)

Приз за снимок озерного монстра по кличке Пепи (160)

Способность экосистем компенсировать исчезновение видов (64)

В Сибири нашли ранее неизвестного вымершего родственника яков (59)

Древнее насекомое назвали в честь пылесоса из «Телепузиков» (68)

У шимпанзе обнаружили разные звуки для разной еды (60)

В подводных каньонах Аргентины обнаружили 57 новых морских видов (126)

Млекопитающее, зубы у которого менялись на протяжении всей жизни (69)

Почему кошки приносят вам свою добычу (74)

Почему нельзя целовать кошек (69)

Почему нельзя убивать пауков (74)

Галактические лучи навредили сердцу крыс (63)

Западного сережчатого личинколюба впервые сняли на видео (65)

Хоры слонов оказались сигналами (65)

Змеи в городах показались людям противнее их сородичей в природе (68)

Движущиеся крылья бабочек ввели хищников в заблуждение (61)

Поиск


Популярное

Дикие люди Китая (35460)

Чупакабра напала на жителя Одесской области (24902)

Растения, питающиеся животными, издавна вселяли в сердца людей страх (23876)

Русские монстры: от древности до наших дней (22429)

Атлантическая треска может исчезнуть из-за роста кислотности океана (18846)

Поведение хищников опровергает правила естественного отбора (18019)

В произведениях Говарда Лавкрафта действуют чудовища, живущие под землей (17382)

На дне Марианской впадины обитают чудовища (16919)

Загадочный Каспий. Морские монстры, НЛО, русалки (16630)

Морского червя приняли за инопланетянина (16555)

Откуда вынырнули русалки? (16433)

Славянская мифология. Сказочные существа. Часть 3 (15893)

В Марианской впадине нашли загадочных существ и инопланетных гостей (15555)

Неведомое существо обитает в Приморье (15348)

В Риме гигантские сомы-мутанты пожирают птиц и крыс (15315)

Логово снежного человека обнаружено в США (14874)

10 неожиданно опасных пород собак (14688)

Чупакабра добралась до Воронежской области (13975)

Крылья бабочки помогут создать антибликовое покрытие экранов (13886)

Монстры океанов (13325)

Ровенский селянин поймал двух упитанных «чупакабр» (13167)

Крысы умнее, чем Google (12808)

Кракен - чудовище из морской бездны (12602)

Морской змей в Черном море (12532)

Распутывая ДНК бигфута (12506)

Когда просыпаются русалки (12487)

Львы дружески трутся друг о друга (12382)

Похороны настоящей… русалки (12161)

Обнаружено самое уродливое существо на планете (12066)

Экологи просят защитить карадагское чудовище (12062)

Сказки - старшилки про Бабу-Ягу, Кощея Бессмертного и Змея Горыныча (12041)

В китайской гробнице нашли вымершее существо (11973)

Рыба-мутант: что можно найти в водах Севана (11941)

Страшное насекомое замечено в Индии (11930)

Монстры уходят на глубину (11668)

Кого боятся белые акулы (11659)

Мертвого загадочного зверя из США опознали (11624)

Грибы-монстры - пришельцы из космоса (11612)

Морские дьяволы (11298)

Хайгейтские вампиры (11211)

Проект "Криптозоология" © 2010-2026 При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна

Яндекс.Метрика