E61 Emergente Gruppendynamik

Thema

Diese Gruppendynamik innerhalb eines Insektenschwarms – eben jenes Schwarms, der bereits ein anderes Modell dieser Gruppe etabliert – entsteht im Allgemeinen aus seiner eigenen, einfachen lokalen Interaktionsregel, die folglich sein eigenes, komplexes kollektives Verhalten hervorbringt, ohne dass ein bestimmter zentraler Anführer erforderlich ist.

Vicseks Modell, das ebenfalls ein anderes Modell dieser Gruppe etabliert, beschreibt stattdessen denselben emergenten Prozess, mit dem diese Arbeit begann: Jedes Individuum in diesem Schwarm neigt dazu, seine Bewegungsrichtung am Durchschnitt seiner Nachbarn innerhalb desselben Interaktionsradius auszurichten, der bereits ein anderes, distinktes Modell dieser Gruppe etabliert, jedoch durch sein eigenes spezifisches Rauschen gestört wird.

Dasselbe Vicsek-Modell zeigt jedoch einen finalen Phasenübergang zwischen einem ungeordneten Zustand dieses Schwarms bei niedriger Dichte oder hohem Rauschpegel und einem geordneten kollektiven Zustand desselben Schwarms bei hoher Dichte oder niedrigem Rauschpegel, analog zu diesem magnetischen Ising-Übergang.

Derselbe Ordnungsparameter, der bereits in einem anderen Modell dieser Gruppe etabliert wurde, quantifiziert den finalen Koordinationsgrad desselben Schwarms.

Daher bewirkt dieses Modell mit seiner entstehenden Gruppendynamik ohne zentralen Anführer, dass dieser Mückenschwarm und dieselbe Biene, die bereits ein anderes Modell dieser Gruppe etabliert hat, folglich sowohl dieselbe langfristige Geschwindigkeitskorrelation aufweisen, die bereits in einem anderen Modell dieser Gruppe etabliert wurde und die nur langsam abklingt, als auch dieselbe enorme Schwankung der finalen Individuenzahl, die bereits in demselben Modell dieser Gruppe etabliert wurde und folglich stark mit der finalen Individuenzahl des Schwarms skaliert. Dies deutet darauf hin, dass dieser Schwarm stattdessen nahe demselben kritischen Punkt operiert, der bereits in einem anderen Modell dieser Gruppe etabliert wurde und folglich dieselbe finale kollektive Reaktion des Schwarms auf eine bestimmte Störung maximiert. Die Tatsache, dass dieser Schwarm von Mücken oder Bienen dem gleichen kritischen Punkt, mit dem sich dieses Modell schließt, noch näher kommt, bedeutet, dass folglich auch die letzte kollektive Reaktion dieses Schwarms auf eine Störung noch schneller erfolgt, wodurch die Dynamik einer entstehenden Gruppe ohne zentralen Anführer, mit der sich dieses Modell eröffnete, noch verstärkt wird.

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