Noise resistant synchronization and collective rhythm switching in a model of animal group locomotion
Notice bibliographique
Résumé
Biology is suffused with rhythmic behaviour, and interacting biological oscillators often synchronize their rhythms with one another. Colonies of some ant species are able to synchronize their activity to fall into coherent bursts, but models of this phenomenon have neglected the potential effects of intrinsic noise and interspecific differences in individual-level behaviour. We investigated the individual and collective activity patterns of two Leptothorax ant species. We show that in one species ( Leptothorax sp. W), ants converge onto rhythmic cycles of synchronized collective activity with a period of about 20 min. A second species ( Leptothorax crassipilis ) exhibits more complex collective dynamics, where dominant collective cycle periods range from 16 min to 2.8 h. Recordings that last 35 h reveal that, in both species, the same colony can exhibit multiple oscillation frequencies. We observe that workers of both species can be stimulated by nest-mates to become active after a refractory resting period, but the durations of refractory periods differ between the species and can be highly variable. We model the emergence of synchronized rhythms using an agent-based model informed by our empirical data. This simple model successfully generates synchronized group oscillations despite the addition of noise to ants' refractory periods. We also find that adding noise reduces the likelihood that the model will spontaneously switch between distinct collective cycle frequencies.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».