ชีวฟิสิกส์

ชอบคนแคระ ใช่ แมลงวันตัวเล็ก ๆ เหล่านี้ทำให้โกรธและสามารถกัดได้ แต่ ผู้ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์โดยการฝึกอบรม รู้สึกทึ่งว่าทำไมแมลงเหล่านี้จึงก่อตัวเป็นฝูงขนาดยักษ์ ซึ่งบางครั้งก็แข็งแกร่งเป็นพัน ๆ ตัว เราทราบดีว่าฝูงนี้ประกอบด้วยสัตว์จำพวกตัวผู้ทั้งหมด ซึ่งมีหนวดยาวและกระพือปีกด้วยความถี่เกือบสองเท่าของตัวเมีย เมื่อถูกดึงดูดด้วยเสียงแหลมสูง ตัวเมียจะบินเข้าหาฝูงด้วยความหวังว่าจะขยายพันธุ์ 

ซึ่งทำให้

ฝูงเป็นพิธีกรรมการผสมพันธุ์ที่ละเอียดซับซ้อน ความไวของเสียงกลางถูกค้นพบโดยนักนิเวศวิทยาชาวฟินแลนด์ในปี 1960 ขณะออกไปเดินเล่นในป่า ขณะที่เขาร้องเพลงพื้นบ้าน นักนิเวศวิทยาสังเกตเห็นฝูงแมลงวันเหล่านี้ถูกดึงดูดเข้ามาบนเส้นทางของเขาอย่างไม่อาจต้านทานได้ ดูเหมือนว่าจะเป็นเสียง

ของเขา อย่างไรก็ตาม รู้ว่าเขาต้องการอะไรที่เป็นวิทยาศาสตร์มากกว่าการร้องเพลงพื้นบ้าน หากต้องศึกษาการจับกลุ่มโดยใช้เสียง ดังนั้นเขาจึงได้รับ หนึ่งในห้องทดลองของเขาเพื่อติดตามคนกลางด้วยไมโครโฟนและบันทึกการเต้นของปีก ปล่อยเสียงฝูงแมลงหวี่กลับมาหาพวกเขาผ่านลำโพง 

พวกเขาก็สังเกตเห็นสิ่งผิดปกติบางอย่าง หากพวกเขาสลับระดับของเสียงที่เล่นผ่านลำโพง ดัง เบา เบา ดังเบา  พื้นที่ที่มีความหนาแน่นของเสียงเล็กสูงสุดจะเปลี่ยนไปตามการเปลี่ยนแปลงของระดับเสียง และเมื่อพวกมันเล่นเสียงตัวเมียผ่านลำโพง (คุณมองเห็นตัวเมียได้ง่ายเพราะพวกมันไม่มีหนวด) 

ตัวผู้ทั้งฝูงก็บินมานั่งบนนั้น หลงใหลในฝูงเป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์จำนวนมากขึ้นเรื่อยๆ ที่พยายามทำความเข้าใจว่า “พฤติกรรมส่วนรวม” ดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างไร ก่อนหน้านี้เคยทำงานเกี่ยวกับการสร้างรูปแบบและโครงสร้างที่สอดคล้องกันในการไหลของของไหล รู้สึกทึ่งกับฝูงสัตว์ชีวภาพหลังจากสังเกต

เห็นรูปแบบที่ผิดปกติซึ่งเกิดจากฝูงนกเอี้ยงบิน “สำหรับฉันแล้วดูเหมือนความปั่นป่วน” เขาจำได้ โดยชี้ไปที่กระแสน้ำขนาดใหญ่ที่ก่อตัวในกัลฟ์สตรีมเพื่อเป็นตัวอย่างของปรากฏการณ์ “พวกเขาปรากฏตัวออกมาจากกระแสเองอย่างมาก ดังนั้นจึงต้องมีกลไกบางอย่างที่นำไปสู่การสร้างโครงสร้างประเภทนี้ในสัตว์”

แต่กลุ่มนักวิทยาศาสตร์

ยังคงสงสัยว่ากลไกดังกล่าวจะทำงานได้อย่างไร และมีกฎสากลชุดหนึ่งที่กำหนดพฤติกรรมร่วมดังกล่าวในระบบทางชีววิทยาที่หลากหลายหรือไม่ นั่นเป็นคำถามที่จู้จี้จุกจิก เพราะในขณะที่การอยู่รวมกันเป็นฝูงเป็นเรื่องปกติในธรรมชาติ แต่ละสปีชีส์ที่แสดงพฤติกรรมรวมฝูงนั้นแตกต่างกันเพียงเล็กน้อยเท่านั้น 

ฝูงนกกิ้งโครง ฝูงมดตะนอย หรือฝูงมดคันไฟที่เกาะเกี่ยวกันเป็นแพลอยน้ำ เป็นต้น ก็ไม่เหมือนกันเสียทีเดียวแม้แต่คำศัพท์ก็ยังเป็นขนปุย “หลายคนใช้คำว่าฝูงและฝูงแทนกันได้” ยอมรับ “แต่เนื่องจากฉันทำงานทั้งสองอย่าง ฉันจึงแยกความแตกต่างโดยใช้ ‘ฝูง’ เพื่อหมายถึงกลุ่มที่มีตาข่าย 

สั่งการเคลื่อนไหว และ ‘จับกลุ่ม’ เพื่อหมายถึงการเคลื่อนไหวแบบรวมโดยไม่มีคำสั่งโดยรวมหรือการเคลื่อนไหวแบบตาข่าย เท่าที่ฉันพยายาม มันยังไม่ใช่การใช้งานมาตรฐาน” อย่างไรก็ตาม เชื่อว่าระบบทั้งหมดนี้มีบางอย่างที่เป็นสากล บางแง่มุมไม่ได้ขึ้นอยู่กับสัตว์ชนิดใดที่คุณกำลังศึกษาอยู่

สำหรับนักคณิตศาสตร์ประยุกต์จากในแมสซาชูเซตส์ซึ่งทำงานโดยอิสระจาก ในแบบจำลองฝูงตั๊กแตน  ทั้งหมดนี้จบลงที่คำถามสามข้อ บุคคลทำอะไร? กลุ่มทำอะไร? และทั้งสองสิ่งนี้เกี่ยวข้องกันอย่างไร? “คำถามเหล่านี้เป็นคำถามง่ายๆ แต่ก็ยากที่จะตอบ”  การได้รับความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับฝูง

ไม่ได้เป็นเพียงความท้าทายทางปัญญาเท่านั้น นอกจากนี้ยังสามารถเก็บเกี่ยวเงินปันผลให้กับสังคมได้ ตัวอย่างเช่น นำไปสู่การปรับปรุงกลยุทธ์การจัดการฝูงชนสำหรับรถไฟใต้ดิน คอนเสิร์ต การชุมนุม และสถานที่อื่น ๆ ที่มีผู้คนจำนวนมากมารวมตัวกัน งานดังกล่าวยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์มีแนวทาง

ที่ไม่เหมือนใคร

ในการออกแบบเครือข่ายที่ซับซ้อนซึ่งทนทานต่อความล้มเหลว ตัวอย่างเช่น โครงข่ายพลังงานไฟฟ้าอาจล้มเหลวอย่างรุนแรงหากมีเสาเพียงต้นเดียวที่ล้ม ขณะที่สิ่งที่ต้องทำเพื่อให้เครื่องบินทั่วสหรัฐฯ ล่าช้าก็คือพายุฤดูหนาวที่จะพัดพาโหนดสำคัญจุดหนึ่งในศูนย์กลางของอุตสาหกรรมการบิน

พูดเครือข่ายการบิน “เราไม่เก่งเท่ามนุษย์ในการออกแบบระบบควบคุมและการกระจาย” ยอมรับ ในทางตรงกันข้าม ธรรมชาติดูเหมือนจะไขปริศนานี้ในฝูงและฝูง ซึ่งไม่มีจุดสำลักเหมือนกัน หากนกสองสามตัวหลุดออกจากขบวนเมื่อนกกิ้งโครงฝูงใหญ่อพยพ พลวัตโดยรวมจะไม่เปลี่ยนแปลง ไม่มีโหนดกลาง 

ไม่มีกลไกจากบนลงล่าง แต่ยังมีรูปแบบของคำสั่งควบคุมปรากฏขึ้นในระบบส่วนรวมดังกล่าว “เป็นการควบคุมจากล่างขึ้นบนแทนที่จะเป็นการควบคุมจากบนลงล่าง” กล่าว รุมเข้าสู่การกระทำ การวิจัยแบบจับกลุ่มเป็นกลุ่มที่นักชีววิทยาเชิงสังเกตการณ์สนใจมานานหลายทศวรรษ เมื่อพวกเขาจะติดตาม

พฤติกรรมฝูงในสนามและจดบันทึกข้อสังเกตอย่างระมัดระวัง อย่างไรก็ตาม จนกระทั่งช่วงทศวรรษที่ 1980 ผู้เชี่ยวชาญด้านคอมพิวเตอร์กราฟิก ได้พัฒนาสิ่งที่กลายเป็นแบบจำลองการคำนวณตามรูปแบบบัญญัติสำหรับพฤติกรรมโดยรวม นั่นคือสิ่งที่เรียกว่า “โปรแกรม boids” ซึ่งเป็นการจำลองโดยใช้ตัวแทน

ซึ่งได้ชื่อมา(หรือ “เหมือนนก”) วัตถุ โปรแกรมนี้กลายเป็นวัตถุดิบหลักในฮอลลีวูด โดยถูกใช้เพื่อจำลองการเคลื่อนไหวของกลุ่มค้างคาวที่สร้างด้วยคอมพิวเตอร์ในภาพยนตร์ ของทิม เบอร์ตัน รวมถึงการเคลื่อนไหวของนักสู้ในฉากต่อสู้สำคัญใน ไตรภาคเดอะลอร์ดออฟเดอะริงส์ แนวคิดพื้นฐานนั้นง่าย 

(รูปที่ 1) ขั้นแรก ให้ปฏิบัติต่อแต่ละตัวในฝูงเป็นจุด (หรืออนุภาค) ซึ่งเริ่มเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงด้วยความเร็วคงที่ จากนั้นตั้งโปรแกรมในกฎง่ายๆ สองสามข้อที่ควบคุมการโต้ตอบระหว่างจุดเหล่านั้น ตัวอย่างเช่น หากจุดสองจุดเคลื่อนที่ใกล้กันเกินไป จุดเหล่านั้นจะต้องเคลื่อนออกจากกันเพื่อหลีกเลี่ยงการชนกัน แต่ถ้าระยะห่างระหว่างจุดทั้งสองมากเกินไป จุดเหล่านั้นจะต้องเข้าใกล้กันอีกครั้ง 

Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ / สล็อตแตกง่าย