多个体集群运动中信息共享引致对称破缺的模型与实验

项目名称： 多个体集群运动中信息共享引致对称破缺的模型与实验

项目编号： No.61374165

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 韩战钢

作者单位： 北京师范大学

项目金额： 81万元

中文摘要： 集群运动是基于多个体系统集体行为的一种，是复杂系统研究的典型问题之一，而信息在集体行为中功能的研究刚刚开始。我们在蚁群实验中得到蚁群对称性破缺对蚁群密度的变化曲线与已有Vicsek模型结果相去甚远；一些生物群体快速地改变群体运动方向的现象用现有的Vicsek模型也无法解释。我们发现前一实验恰好是信息共享造成了蚁群对称破缺，后一现象也恰是对称性破缺造成了群体方向性的改变。只有研究信息共享与对称性破缺，才有可能对这些问题给出正确答案。信息共享引致的对称破缺造成了集群运动中的对齐与一致性，研究对称性破缺是更基本的科学问题。本项目将研究集体行为中信息共享造成的群体行为对称破缺，包括蚁群对称破缺的信息素模型和实验验证，群体运动方向改变的对称破缺模型与鱼群实验验证，追逃问题的信息和对称破缺利用。并将从数据推定复杂网络结构与动态网络控制问题结合，研究控制多主体系统，达到由对称破缺导致的任意态，所需的最少个体集合和最小能量。

中文关键词： 集群行为；对称破缺；蚁群鱼群；集群机器人；实验

英文摘要： Collective motion, as a kind of collective behavior, is a typical complex system. The study on information use in collective behavior is just at the beginning. The preliminary results in our ant colony panic experiment showed the symmetry breaking vs the

英文关键词： Collective Behavior；Symmetry Breaking ；Ant Colony and Fish School；Swarm Robotic；Experiments