Junctions and spiral patterns in Rock-Paper-Scissors type models
研究了具有任意种群数$N$的广义Rock-Paper-Scissors模型的种群动力学.我们表明，第一次，螺旋图案与$N$ -武器可能会发展为奇数和偶数$N$，特别是在模型中，所有物种之间的双向捕食相互作用的强度相等的修改，包括一个N-循环捕食者-猎物的规则。前一种情况下，Y型结的界面网络服从标度律$L \propto t^{1/2}$，其中$L$是网络的特征长度，$t$是时间，后者可以导致人口网络的$N$武装螺旋图案，具有大致恒定的特征长度尺度。我们明确地证明了这些模型中的接口连接和螺旋图案之间的连接，并计算相应的标度律。这项工作显着扩展了以前的研究结果的人口动态，并可能有深刻的影响，在系统中的生物复杂性的理解与大量的物种。
2012-10-14 physics.bio-ph q-bio.PE
Species Diversity in Rock-Paper-Scissors Game Coupling with Levy Flight
石头剪子布游戏是研究生态系统生物多样性的一个很好的模型。然而，以往的研究只考虑了物种间的最近邻相互作用.本文在考虑长程迁移的情况下，研究了空间RPS博弈中Levy飞行的最近邻相互作用和长程相互作用服从指数h（-0.3<h<-0.1）的幂律距离分布的相互作用效应。以长距离Levy飞行概率和幂指数为参数，得到了三种物种共存的条件，给出了参数空间中三种物种稳定共存的临界曲线。它也被发现，长距离相互作用与利维飞行有有趣的影响，最终的时空格局的系统。研究结果表明，Levy飞行的长程相互作用对生态系统的生物多样性有明显的影响。
2012-02-14 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Basin entropy behavior in a cyclic model of the rock-paper-scissors type
我们处理随机网络模拟模型中有三个不同的物种，竞争下循环的规则，这是类似于流行的石头剪刀布游戏的规则。我们调查的汉明距离密度，然后盆地熵的行为，运行模拟的一些典型值的参数的流动性，捕食和繁殖，并为很长一段时间的演变。结果表明，盆地熵是另一个有趣的工具，目前感兴趣的研究混沌特征的网络模拟，通常被认为是描述方面的生物多样性的循环三物种模型。
2019-03-09 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Uneven rock-paper-scissors models: patterns and coexistence
本文研究了一类随机May-Leonard模型，其中三个种群按照非等级循环的方式相互控制，采用石头剪刀布游戏.我们在系统中引入了不均匀性，考虑到其中一个物种由于选择概率较低而较弱。模拟结果表明，图案的形成受到较弱的物种的存在，没有螺旋波立即产生随机初始条件的影响。相反，单一物种的空间域周期性地支配着整个领土，直到较弱物种占据的区域足够狭窄，可以让个体在没有被选择的情况下穿过。这导致了负责物种共存的空间格局的出现。我们验证了选择概率的不对称性导致不同的空间自相关函数和平均相对物种丰度。最后，我们调查的共存概率，并表明，生存的物种依赖于水平的不均匀性的模型和个人的流动性。
2019-05-14 nlin.PS physics.bio-ph q-bio.PE
Hamming distance and mobility behavior in generalized rock-paper-scissors models
这项工作的两个相关的随机模拟研究，广泛用于研究生物多样性和其他相关问题的报告。我们首先讨论了物种数目和格点大小增加时汉明距离的行为，然后研究了物种的移动性对生物多样性的危害.调查的基础上的标准规则的繁殖，流动性和捕食或竞争，这是由具体的规则，指导下的石头剪刀布游戏，有效的情况下，三个物种的推广。汉明距离的结果表明，它产生普遍的行为，独立于物种的数量和正方形晶格的大小。流动性的结果证实了预测，它可能会破坏多样性，如果它增加到越来越高的值。
2017-11-07 cond-mat.stat-mech nlin.CD physics.bio-ph
How local antipredator response unbalances the rock-paper-scissors model
反捕食者行为是一种存在于许多生物系统中的自我保护策略，其中个体加入集体反应的努力，以避免被接近的捕食者捕获。研究了一个非等级的三营养系统，其捕食者与食饵之间的相互作用用石头剪刀布游戏规则来描述。我们进行了一组空间随机模拟，其中一个物种的生物体可以抵抗捕食的集体战略。捕食能力的下降是本地的，这意味着每个捕食者面临着一个特定的反对取决于周围的猎物群的大小it. Considering的干扰捕食者行动取决于猎物的身体和认知能力，我们探索的作用的调节因子，表明该分数的物种容易执行的antipredator策略。由于捕食者-被捕食者相互作用的局部不平衡，出现了主要由单个物种占据的空间域。与石头剪刀布模型中由于非局部原因而导致的弱物种不同，我们的研究结果表明，如果一个物种的捕食概率由于个体面临局部反捕食者反应而降低，则该物种不会占主导地位。相反，石头剪刀布模型的局部不平衡导致了弱势物种的猎物的盛行。最后，研究结果表明，当地的不均衡可能会危及生物多样性，与共存更受到威胁的高流动性。
2022-12-27 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Spatial patterns and biodiversity in rock-paper-scissors models with regional unevenness
本文研究区域选择能力不均的空间石头-剪刀-布模型，揭示平滑与突变过渡对弱势物种主导、空间波及生物多样性丧失的不同影响。
2023-05-15 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Apex predator and the cyclic competition in a rock-paper-scissors game of three species
这项工作涉及的影响，顶端捕食者之间的循环竞争的三个不同的物种，遵循石头剪刀布游戏的规则。调查开发标准的随机模拟，但在工作中解释的一个新的程序的动机。我们添加的顶点捕食者作为第四个物种的系统中，包含三个物种的迁移，繁殖和捕食的标准规则，并研究系统如何在这个新的环境中演变，在没有顶点捕食者的情况下进行比较。结果表明，顶点捕食者使种群在网格中均匀扩散，破坏了螺旋格局，保持了生物多样性，但减小了周期竞争种群的平均规模。
2017-05-24 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph
Mobility unevenness in rock-paper-scissors models
我们研究了一个三营养系统，其循环优势的石头剪刀布游戏。我们认为，一个或两个物种的生物体受到运动限制，这不平衡的循环空间游戏。进行随机模拟，我们表明，流动性不均匀控制的种群动力学。在一种慢物种的情况下，主要物种取决于流动性限制的水平，如果流动性限制很大，则慢物种占优势。如果两个物种面临流动性限制，我们的结果表明，更高的分散性并不构成人口增长方面的优势。相反，如果生物体以更高的机动性移动，它们会更频繁地暴露在敌人面前，更容易被消灭。最后，我们的研究结果表明，生物多样性在物种减少的地区受益。循环系统中常见的高流动性生物的生物多样性丧失可以避免，因为由于强流动性限制，共存可能性更高。我们的研究结果可能有助于生物学家理解不平衡空间系统的动态，其中生物的扩散是生物多样性保护的基础。
2022-04-20 cond-mat.stat-mech nlin.AO nlin.PS
Monitoring biodiversity on highly reactive rock-paper-scissors models
本文推广石头-剪刀-布模型，引入高度竞争与高度繁殖物种，研究层级与非层级规则下迁移率对生物多样性及灭绝概率的影响，发现高度反应性物种通常处于劣势且非层级模型更稳健。
2025-04-16 physics.bio-ph q-bio.PE
Aggregation as an antipredator strategy in the rock-paper-scissors model
研究了一个非等级的三营养系统，其捕食者与食饵之间的相互作用用石头剪刀布游戏规则来描述。在我们的随机模拟中，个体可能会有策略地向具有更多同种的方向移动，形成团块，而不是在晶格上漫无目的地移动。考虑到群居运动的条件取决于生物体的身体和认知能力，我们引入了一个人可以感知环境的最大距离和执行群居运动的最小条件水平。我们调查的模式形成和计算的平均大小的单物种空间域出现的分组行为。结果表明，防御策略降低捕食风险显着，更有利可图，如果个人认为更远的距离，从而创造更大的群体。我们的研究结果表明，具有更多条件生物的物种主导了循环空间游戏，控制了大部分领土。另一方面，准备执行聚集策略的个体较少的物种使其捕食者有机会填充网格中更重要的部分。在我们的数值实验中假设的空间相互作用构成了一个数据集，可以帮助生物学家和数据科学家了解局部相互作用如何影响生态系统动态。
2022-02-24 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Locally adaptive aggregation of organisms under death risk in rock-paper-scissors models
本研究通过空间版石头-剪刀-布博弈随机模拟，发现生物局部自适应聚集行为在对手密度≤30%时可降低死亡风险、提升共存概率以促进生物多样性，且结论在多物种复杂系统中成立。
2023-01-04 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Adaptive movement strategy in rock-paper-scissors models
生物体可能会对有利于或威胁其健康的局部刺激做出反应。适应性运动行为可以允许个人调整他们的速度，以最大限度地提高处于舒适区的机会，在舒适区，死亡风险最小。我们研究了空间循环模型，其中的石头剪刀布游戏规则描述的非等级优势。我们假设，生物体的一个物种可以控制的流动率，以响应从扫描环境中获得的信息。通过一系列的随机模拟，我们量化了移动策略对空间格局和种群动力学的影响。我们的研究结果表明，改变流动性以适应环境线索的能力并没有反映在循环空间游戏的优势。这种适应性的运动在螺旋波中引起了物种所占据的空间域的延迟，使得群体更容易受到优势种〈动〉<动>的影响，并且在从优势种那里夺取领土的效率更低。我们的研究结果还表明，自适应运动行为的影响，强调大多数人是否有一个长距离的邻里知觉。我们的研究结果可能有助于生物学家和数据科学家理解生态系统的动态，其中适应过程是基础。
2022-12-23 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Impact of reproduction-mobility trade-off on biodiversity in rock-paper-scissors models in changing environmental conditions
研究环境变化下三营养级系统中繁殖与移动的权衡策略，发现该策略打破石头-剪刀-布模型平衡并减小单一物种域特征尺度，从而提升物种共存概率与生物多样性。
2023-05-04 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
How multiple weak species jeopardise biodiversity in spatial rock-paper-scissors models
本文用随机模拟研究含多个弱势物种的广义空间石头-剪刀-布模型，揭示其空间组织与相邻位置会强化竞争失衡并增加生物多样性丧失风险。
2023-01-17 math.DS nlin.AO nlin.PS
Interfaces with internal structures in generalized rock-paper-scissors models
在这项工作中，我们调查的发展稳定的动态结构沿接口分离属于敌人的伙伴关系的领域，在循环捕食模型的背景下，偶数物种$N \ge 8$。我们使用随机和场论模拟在一个和两个空间维度，以及分析参数，来描述属于敌人的伙伴关系的相互中立的个人的接口处的关联，并探讨他们的作用，在接口处的动态结构的发展。我们确定了一个有趣的行为相关的对称或不对称的演化界面配置文件取决于$N/2$是奇数或偶数，分别。我们还表明，界面网络的宏观演化是不是很敏感的接口的内部结构。虽然这项工作的重点是循环捕食者捕食模型的偶数个物种，我们认为，预计结果是相当通用的空间随机May-Leonard模型的背景下。
2014-04-09 nlin.AO physics.bio-ph q-bio.PE
Effects of competition on pattern formation in the rock-paper-scissors game
我们研究了循环竞争对剪刀石头布游戏中图案形成的影响。通过分别考虑随机和预备初始条件，我们观察到竞争率$p$对螺旋波稳定性和生物多样性出现的关键影响。特别是，虽然增加值的$p$促进生物多样性，他们可能会对空间格局的形成不利。对于随机初始条件下，我们观察到一个阶段的过渡，从生物多样性的吸收阶段，从而流动性的临界值线性增长的值$p$的对数-对数尺度，但然后饱和的$p$变大。对于准备好的初始条件，我们观察到单臂螺旋的形成，但仅限于低于临界值的$p$值。一旦在上面，螺旋破裂并形成无序的空间结构，这主要是因为空位的渗透。因此，在有限种群中，稳定单臂螺旋的竞争率$p_{c}$存在一个临界值。但重要的是，$p_{c}$随着系统大小的增加而增加，因为噪声加强了有序模式的瓦解。此外，我们还发现$p_{c}$随迁移率的增加而增加。这些现象是由一个确定性的模型，是基于非线性偏微分方程再现。我们的研究结果表明，竞争是至关重要的维持生物多样性和出现的模式形成的生态系统由周期性的相互作用。
2011-08-08 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Mobility-limiting antipredator response in the rock-paper-scissors model
反捕食行为存在于许多生物系统中，在这些系统中，个体集体对即将到来的攻击做出反应。反捕食者的反应可能会影响空间格局的形成和生态系统的稳定性，但需要一个有机体的成本，以促进集体的努力。研究了一个非等级的三营养系统，其捕食者与食饵之间的相互作用用石头剪刀布游戏规则来描述。在我们的空间随机模拟中，反捕食者的反应半径定义的最大猎物群的大小，干扰捕食者的行动，确定个人的成本参与反捕食者的战略。我们认为，每一种生物对集体努力的贡献是相等的，它的移动性受到用于反捕食反应的能量比例的限制。我们的研究结果表明，antipredator响应导致螺旋模式，与隔离的生物体的同一物种占据离开的空间域。我们发现，一个不太本地化的antipredator反应增加了单物种补丁的平均大小，提高个人对捕食的保护。最后，我们的研究结果表明，虽然捕食风险的增加，更本地化的反捕食者的反应，高流动性的限制有利于物种共存。我们的研究结果可能有助于生态学家理解导致生物系统稳定性的机制，其中局部性对物种之间的行为相互作用至关重要。
2021-11-08 nlin.AO nlin.CG nlin.PS
Spatial organisation plasticity reduces disease infection risk in rock-paper-scissors models
我们研究了一个三种群循环博弈系统，在这个系统中，生物体面临着一种传染病，这种传染病的毒力可能会因病原体突变而改变。作为一种反应性防御策略，生物体的流动性受到限制，以减少疾病在系统中的传播。通过对空间版的石头剪刀布博弈进行随机模拟，研究了集体自我保护策略对疾病感染风险的影响。我们的研究结果表明，流动性控制策略诱导可塑性的空间格局与同一物种的生物群体居住的空间域的特征长度尺度取决于水平的扩散限制。空间组织的可塑性允许生态系统适应，以尽量减少个人的疾病污染的风险，如果最终的病原体改变疾病的毒力。我们发现，如果病原体突变使疾病更具传染性或不那么致命，那么如果移动性不受到强烈限制，则生物体受益更多，从而形成大的空间域。相反，如果同一物种的个体群体的平均大小受到显著限制，则保护免受引起传染性较低或致命性较强的疾病的病原体的益处最大化，从而显著减少生物体群体的规模。我们的研究结果可能有助于生物学家理解扩散控制作为受流行病爆发影响的生态系统中的保护策略的影响。
2022-09-01 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Antagonistic coinfection in rock-paper-scissors models during concurrent epidemics
本文在空间石头剪刀布模型中研究两种病原体并发流行时的拮抗共感染效应，发现拮抗作用与移动限制相结合可降低感染风险并最高提升生物预期寿命54%。
2025-05-09 math.PR nlin.PS physics.bio-ph
Adaptive movement strategy may promote biodiversity in the rock-paper-scissors model
我们研究了在由石头剪刀布游戏规则描述的循环模型中，适应性运动策略在促进生物多样性方面的作用。我们假设，一个物种的个体可能会调整他们的运动，以逃离敌对地区，并在他们的舒适区停留更长的时间。运行一系列的随机模拟，我们计算的空间格局和人口密度的变化的情况下，不是所有的生物体的身体或认知条件，以执行的行为策略。虽然适应性运动策略在物种的领土优势方面并不有利可图，但它可以促进生物多样性。我们的研究结果表明，如果所有的个人都倾向于适应性移动，共存概率增加中介流动性。研究结果还表明，即使不是所有的个体都能对来自邻居的信号做出反应，生物多样性仍然受益，但移动范围较短。我们发现，如果生物体强烈地调整它们的运动，并且可以从更远的距离接收感官信息，则共存条件的改善更加突出。我们还发现，生物多样性略有促进高流动性，如果参与战略的个人比例较低。我们的研究结果可能有助于生物学家和数据科学家理解系统生物学中的自适应过程学习。
2022-12-23 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Spatial dynamics of synergistic coinfection in rock-paper-scissors models
本研究探讨了两种病原体在石头-剪刀-布三物种模型中的共感染空间动力学，发现共感染波的波动控制界面网络粗化，当疾病致死率增加30%时感染风险最大，网络达到标度状态时风险最小。
2023-04-30 nlin.PS physics.bio-ph physics.soc-ph
Ambush strategy impacts species predominance and coexistence in rock-paper-scissors models
Zuyd University of Applied Sciences（祖德应用科学大学）；Federal University of Bahia（巴伊亚联邦大学）；Federal University of Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）
本文在空间石头-剪刀-布模型中引入自适应Ambush策略，通过随机模拟发现15%局部密度阈值最优，并可使低移动性物种共存概率最高提升53%。
2025-10-19 nlin.AO nlin.PS physics.app-ph
Saltatory targeting strategy in rock-paper-scissors models
本研究通过空间格点模拟，发现跳跃式目标策略能改变石头-剪刀-布博弈中的循环优势平衡，促进低流动性物种的共存，但可能危及高流动性物种的长期共存。
2025-06-19 nlin.AO nlin.CG nlin.PS
Trade-off between reproduction and mobility prolongs organisms' survival in rock-paper-scissors models
本文在空间石头-剪刀-布模型中引入单一物种在繁殖与移动间的自适应权衡，模拟表明该策略可提升能量恢复、降低死亡和被捕食风险并延长自身寿命，但会缩短其他物种预期寿命。
2023-02-26 cond-mat.stat-mech nlin.AO nlin.PS
Ambush strategy enhances organisms' performance in rock-paper-scissors games
研究五物种循环博弈中个体通过环境线索调整移动策略（直接攻击或伏击），发现伏击策略显著提升成功率并影响空间组织，长程感知可提升性能超60%。
2024-05-04 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Mobility restrictions in response to local epidemic outbreaks in rock-paper-scissors models
研究了三物种循环模型中一种物种通过降低移动率应对传染病爆发的自我保护策略，发现其有效性取决于疾病毒力、感染邻居比例阈值和减速水平，迅速严格限制移动可显著降低污染风险。
2023-03-19 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
Self-Organization of Mobile Populations in Cyclic Competition
失衡格局的形成是空间扩展的生物多样性生态系统的一个特征。物种的循环竞争提供了有趣的例子，正如“石头剪刀布”游戏所比喻的那样。实验和理论上，这种非传递性的相互作用已经被发现诱导自组织的静态个人到嘈杂的，不规则的集群。然而，仍然缺乏对这种模式的深刻理解和定性。在这里，我们从理论上研究了在石头剪刀布游戏中个体的移动性对空间结构的影响。我们设计了一个定量的方法来分析空间模式的随机时间演化过程中的自我形成。对于最初由May和Leonard引入的范例模型，在相互作用粒子方法中，我们证明了系统的行为-在适当的连续极限中-被一组随机偏微分方程恰当地捕获。研究表明，系统的随机动力学会导致纠缠旋转螺旋波的出现。虽然螺旋的波长和传播速度被证明是准确预测的（确定性）复杂的金斯堡-朗道方程，他们的纠缠结果从固有的随机性质的系统。这些发现和我们的方法有重要的应用，了解噪声模式的形成，例如，在生态和进化背景下，也与（生物）化学反应的动力学有关。
2008-05-28 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.bio-ph
Spatial organization and cyclic dominance in asymmetric predator-prey spatial games
捕食者可能以合作的集体方式攻击孤立或群体的猎物。一种群居行为是否对每个物种都有利取决于几个条件，而博弈论是处理这一问题的有用工具。本文推广了Lett-Auger-Gaillard模型[Theor. Pop.Biol.65（2004）263]空间分布的种群，并比较由此产生的行为与他们的平均场预测的捕食者和猎物的策略的共同进化密度。除了其丰富的行为在空间组织的存在下，我们还表明，共存阶段，集体和个人的策略，为每个群体是稳定的，因为一个有效的，循环的优势机制类似于一个良好的研究概括的石头剪刀布游戏与四个物种，进一步的例子是如何无处不在的共存机制。
2017-07-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph q-bio.PE
Expanding spatial domains and transient scaling regimes in populations with local cyclic competition
我们研究了一个六物种类的May-Leonard模型，导致形成两种类型的竞争空间域，每一个居住的三个物种与自己的内部循环石头剪刀布动态。我们研究所产生的人口动态随机数值模拟在二维空间。我们发现，作为三个物种域缩小，有一个增加的概率灭绝的两个物种居住的域，随之而来的创建一个物种域。我们确定的临界初始半径超过这些单物种的空间域预计将扩大。我们进一步表明，瞬态标度制度，与时间$t$的空间域的特征长度尺度$L$的平均增长率较慢，发生在过渡到标准的$L \propto t^{1/2}$标度律之前，导致在一个延长的共存期。
2019-07-28 nlin.AO nlin.PS physics.bio-ph
