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アリのSwitchingによる�採餌経路選択

2023年2月7日（火）

中央大学理工学部物理学科4年 江添綾七

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Outline

  • Introduction 1: Switching of Cues by Foraging Ants

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  • Introduction 2: Switching Interacting Particle Systems and Dormancy Problems

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  • Stochastic Models for Foraging Path Selection by Ants

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  • Simulation Results

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  • Future Problems

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Introduction 1:�Switching of Cues by Foraging Ants

  • アリの採餌行動に見られるgroup behavior, swarm intelligenceに対して、現在に至るまでたくさんの研究がなされてきた

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  • 他のアリが落としたrecruit pheromoneを辿って餌までたどり着くというのが一般的な認識

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Introduction 1:�Switching of Cues by Foraging Ants

  • 西森氏(明治大)らの研究

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  • アリは採餌行動においてvisual-cues-mediated-walkも用いている

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  • pheromone-mediated-walkとvisual-cues-mediated-walkを切り替えて進む

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  • turning angleによってはoptimal pathが形成されない

Y. Ogihara et al. : in ‘Mathematical Approaches to Biological Systems’, Springer (2015).

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Introduction 2: Switching Interacting Particle Systems and Dormancy Problems

  • two-layer model (Switching interacting particle systems)

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S. Floreani et al. : J. Stat. Phys. 186 (2022) 33.

 

Fast particle

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Introduction 2: Switching Interacting Particle Systems and Dormancy Problems

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two-layer modelの実行結果

提供：Saori Morimoto

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Introduction 2: Switching Interacting Particle Systems and Dormancy Problems

  • Dormancyについて

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J. T. Lennon et al. : arXiv/2012.00072

  • Dormancyとは多くの生物に見られる休眠、休止状態のこと

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  • 休眠する個体がいることによって急な環境の変化等に対応する

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  • 休眠している個体の集団のことをseed bankという

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Stochastic Models for Foraging Path Selection by Ants

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未採餌

pheromone-mediated-walk

採餌済み

pheromone-mediated-walk

(slow-particle)

visual-cues-mediated-walk

(fast-particle)

 

 

 

アリのSwitchingの条件

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Stochastic Models for Foraging Path Selection by Ants

  • pheromone-mediated-walkについて

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  • アリは前進,左折,右折のみ行う

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  • 格子点ごとに置いてあるフェロモンの量＋揺らぎに応じた重みをつけた確率で前進,左折,右折のどれかを選ぶ

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Stochastic Models for Foraging Path Selection by Ants

  • visual-cues-mediated-modelについて

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  • 巣(右図の灰色の円)に向かう方向(図の矢印)の中からランダムに選んだ方向へ進む

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Stochastic Models for Foraging Path Selection by Ants

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未採餌

pheromone-mediated-walk

採餌済み

pheromone-mediated-walk

(slow-particle)

visual-cues-mediated-walk

(fast-particle)

 

 

 

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Simulation Results

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Simulation Results

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Future Problems

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References

  • Y, Ogihara et al. : in ‘Mathematical Approaches to Biological Systems’, Springer (2015).

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  • J. T. Lennon et al. : arXiv/2012.00072

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  • S. Floreani et al. : J. Stat. Phys. 186 (2022) 33.

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