捕食者がいかに遅い獲物を捕まえるかを理解することは、無人機の戦術を改善することができる

Anonim

(Phys.org) - ガゼルはライオンよりも速く走れるので、ライオンはガゼルをどう捕まえることができますか? 捕食者と獲物との相互作用の新しいモデルは、捕食者のグループがどのようにより速い捕食者を追求し捕獲するために、コーナリングや周回などの集団追跡戦略を使用するかを示す。 この戦術的な協力がなければ、捕食者はこれらの獲物を捕まえる機会がありません。

この結果は、野生生物の理解に関連するだけでなく、無人機飛行戦略やエンターテイメント産業にも応用できる可能性があります。

ハンガリーのMTA-ELTE統計および生物物理研究グループの研究者であるMilánJanosov、CsabaVirágh、GáborVásárhelyi、TamásVicsekは最近の New Journal of New Journalの 集団追跡戦略の新しいモデルについて論文を発表した。 物理学 。

「以前の多くの努力の結果、捕食動物がどのようにして猟犬を成功させるかについて、簡単ではあるが驚くほど生き生きとした説明をすることができ、狩猟に成功する可能性を大幅に高めた」とJanosovは Phys.orgに 語った。 "これは特に興味深いものです。なぜなら、これらの非常に複雑なシステム(大きな肉食動物の狩猟集団)は、包囲、最適な集団サイズ、有限の空間など、動物の追跡の現実的な特徴に似ています。物理学における力のような相互作用として定式化されたコンパクトなルール。

捕食者と獲物との相互作用を説明する他のモデルもあるが、新しいモデルは、捕食者のパニック閾値、捕食者の将来の位置を予測する能力、および複数の間の相互作用など、現実的な手段で閉じた境界内の捕食者。 これらのパラメータはすべて、ライオン、オオカミ、コヨーテなどの捕食者のグループによって自然界で観察される行動を正確に記述する、より現実的なモデルの作成に役立ちます。

シミュレーションを実行し、パラメータ値の異なる組み合わせの有効性を測定することにより、研究者は最も成功したグループ追跡戦略をもたらす最適な組み合わせを決定した。 彼らの結果の中で、彼らはただ1人か2人の捕食者が決してより速い捕食者を捕まえることができず、3人以上のグループは特定の協力戦略でしか成功しないことを発見した。

このモデルでは、3つの捕食者が限られた空間内で2つの次元(陸上など)で追いかけるときに最適なグループを形成することが明らかになりました。 3次元(空気中や水中など)では、追いかけがより困難になり、5つのグループが最適です。 これらのグループサイズは、自然界で観察されるものに匹敵する。 幾分驚くべきことに、研究者は幾何学的な理由から奇数の偶数が偶数よりも優れていることも発見した。偶数の場合、捕食者が逃げる間に隙間が残る可能性が高い。

彼らのモデルでは、研究者は緊急の行動も観察した。これはグループでしか見られない行動である。 特に、捕食者のグループはしばしば捕食者を囲むようになり始め、この行動は追跡ルールから直接生じる。

自然界では、捕食者が時折ジグザグのパターンで駆け抜けて捕食者を混乱させ、最終的には捕食者から直進して直進するのが一般的です。 研究者はまた、彼らのモデルでこれらの戦略を観察し、捕食者が応答に長い遅延を有するときにジグザグが特に有利であることを見出した。

将来的には、複数のファストプレイで状況を調査し、捕食者や機械学習アルゴリズムで獲物を装備するなど、モデルを変更することで、さらに興味深い結果が得られると期待しています。

「この研究における私たちの主な目標は、動物の行動に関する根本的な問題についての知識を広げるために、動物の集団行動をより深く理解することでした」とJanosov氏は述べています。 "しかし、私たちの研究グループがクワドコッカス群の集団運動アルゴリズムを開発していることを考えると、我々が提案できる潜在的なアプリケーションはたくさんあります。例えばスマート囲い戦略を使用する戦術ドローン群は、テロリストの飛行機を捕まえること、または狭く人口の多い都市部で犯罪者を追い出すことが目標になっている。

「これらのほかにも、私たちの結果は、エンターテイメント業界でさえ、フィールドゲームの開発や、バーチャルリアリティツールとの組み合わせ、あるいは一般的なスポーツイベントのストリーミング、特に自転車や宇宙で広く普及しているものカーレース "

menu
menu