Popular hypotheses about the origins of collective adaptation are related to two basic behaviours: protection from predators and a combined search for food resources. Among the anti-predator explanations, the predator confusion hypothesis suggests that groups of individuals moving in a swarm aim to overwhelm the predator while the dilution of risk hypothesis suggests that the probability of a single prey being targeted by a predator is lower in larger groups. In this paper, we explore how emergent behaviors arise from a predator-driven process as an adaptive response to external stimuli perceived as threatening. Moreover, we suggest a predator confusion process to provide a selective pressure for the prey to evolve group formations. We analyze the foraging and prey-predator dynamics evolved in terms of group density and formation, behavior consistency, predator evasion and success rate, and foraging rate. Two agents' perceptual models are compared. A local observation model, where agents can only see what's in their immediate vicinity, and a global observation model, where agents are able to see the predator at all times. Both models were evolved for predator avoidance, foraging and collision avoidance, using reinforcement learning in a simulated game environment. Our results suggest that the dilution of risk factor is sufficient to evolve group formations, and the predator confusion effect could play an important role in the evolution of collaborative behaviors. Finally, we show how variations in the information exchange of this social order can impact the global collective behaviors.


翻译:有关集体适应起源的大众假设与两种基本行为有关:保护捕食者免受捕食者和联合寻找食物资源。在反捕食者的解释中,捕食者疑惑假设表明,一群人群在群温中移动,目的是压倒捕食者,而风险假设的稀释表明,捕食者针对单一猎物的概率在较大群体中较低。在本文中,我们探索捕食者驱动的进程如何产生突发行为,作为对被视为威胁的外部刺激的适应性反应。此外,我们建议一种捕食者混乱进程,为猎食者提供选择性压力,使其形成群形形成。我们分析了在群密度和形成、行为一致性、捕食者和成功率以及食者施食率方面变化的群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群群变变变。我们发现两种模式的模型都是为了避免食食食食食食食肉动物、避免碰撞、避免碰撞、利用强化学习来形成群体群群团团团团团团团团群群群群体形成。我们的结果显示,一种重要的游戏进化变化的演化变化的演变。我们得出的结果表明,一种重要的游戏环境的演变变。我们得出的结果显示的演变。

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