集体行为研究考察了物以类聚的鸟是如何聚集在一起的

筑波大学工程、信息和系统学院的研究人员使用计算机模拟成群的鸟类来监测个体之间的信息流。他们表明，群体协调取决于微观和宏观尺度的关键动态。这项工作可以帮助提供一个框架，以便在没有中央集权的情况下更好地理解集体行为。

临界是一些经历相变的系统的特征，例如冰融化成水。在零摄氏度的临界温度下，混合物既不像冰也不像水，而是包含各种不同大小的簇。

这称为“无标度”行为，是关键性的标志。临界现象在生命系统中也很常见。当处于或接近临界状态时，可以有效地传递信息。然而，不同规模的活动之间的联系，以及群体重要性的功能作用，仍不清楚。

现在，筑波大学的研究人员开发了一种新的成群鸟类计算机模型。尽管每只鸟只遵循简单的规则，即在不碰撞的情况下保持与邻居的距离，但结果是复杂的蜂群行为。研究人员表明，集体行为的临界性至少发生在两个层面——从微观到宏观——他们称之为“嵌套临界性”。

在微观尺度上，每只鸟都可能使用不同长度的随机短途旅行(称为Lévy步行)作为最佳搜索策略。缩小范围，具有匹配方向和速度的鸟类群之间的宏观尺度相关性也可以呈现无尺度特征。这意味着会有很多小集群，较少的中集群，只有几个大集群。

第一作者TakayukiNiizato教授说：“我们的工作强调了研究人员认识到关键性在各种情况下的作用以便正确理解它们的重要性。”

该团队使用了一种方法，允许将两个子系统之间的信息流分为每个方向的数量，并量化有多少信息是冗余的。研究人员表明，信息在两个无标度子组之间双向移动。

这一点很重要，因为一群鸟的集体转向一直是集体行为领域内争论最多的话题之一。“与外表相反，鸟群没有领导者-跟随者的信息结构。相反，群体协调是动力学的一种新兴特性，”Niizato教授说。

这项研究的发现可以应用于许多不同的生物情况，在这些情况下，信息需要在没有协调执行的情况下快速传播，就像大脑区域之间的信号一样。