15、群体行为量化与鱼类集体运动模拟研究

群体行为量化与鱼类集体运动模拟研究

群体行为量化

在群体行为量化的研究中，研究人员使用了八种客观测量方法，这些方法包括现有的和新颖的“群体”与“秩序”测量指标，以及最初应用于混沌系统的测量指标。他们基于雷诺兹原始鸟群模型的简化版本生成的时间序列，利用这些测量方法及其组合开发分类器模型，以识别和量化群体行为。

对这八种客观测量方法的应用表明，没有一种单独的测量方法能够准确识别群体行为案例。研究人员开发了十六种分类器模型，其中包括四对“群体”/“秩序”测量指标、两对“秩序”测量指标和十种复合测量指标（基于两种测量指标的乘积）。这些模型对简化鸟群模型生成的时间序列实现了100%的分类准确率，且不会对数据产生过拟合。

有趣的是，复合测量指标并不总是像群体行为的两个关键特征所预期的那样，包含一个“群体”和一个“秩序”测量指标。在许多情况下，两种“秩序”测量指标的组合也能够实现100%的分类准确率。这十种成功的复合测量指标的优势在于，它们提供了一个单一的客观测量指标，可基于单一阈值水平来描绘群体行为发生的参数空间。该单一测量指标的值范围也表明，群体行为存在不同程度，而非简单的“有群体行为”或“无群体行为”情况。同样的复合测量指标或许能够用于量化群体行为的程度。此外，使用相同测量方法的分析显示，其中一种复合测量指标还能够成功区分群体行为和随机游走行为。

鱼类集体运动模拟

在鱼类集体运动模拟的研究中，研究人员提出了一个计算机模拟，用于展示鱼类的集体运动。该模拟基于个体模型开发，考虑了四种模式：搜索、群体、进食和逃避模式。模拟中包含三种不同大小的鱼，中等大小的鱼会追捕小鱼，而大鱼则跟随中等大小的鱼。当食物非常接近中等大小的鱼时，食物总是处于逃避模式。该研