Emergence of collective intonation in the musical performance of crowds
普通人通常是一个平庸的歌手,唱出旋律的能力相当有限。然而,当许多歌手聚集在一起集体表演时,人群的旋律突然被外部听众认为是完美的-就好像它实际上是一场合唱表演-即使每个歌手都走调了。这种集体现象是群体智慧效应的一个例子,可以在音乐会或其他社会活动中经常观察到,当一群人自发地齐声歌唱时。在本文中,我们依赖于音高的心理声学特性,并提供了一个简单的机制解释这种紧急行为的发作。
2016-10-27 nlin.AO physics.soc-ph
The Emergence of Lines of Hierarchy in Collective Motion of Biological Systems
本文受趋化性与趋光性现象启发,提出一类新的对齐模型,通过新颖的成对相互作用机制解释生物系统中层级线与领导者-追随者结构的自发涌现,并数值复现了现有模型难以捕捉的指进现象。
2023-06-03 nlin.AO
An Agent-Based Model of Collective Emotions in Online Communities
我们开发了一个基于代理的框架来模拟集体情绪的出现,这是适用于在线社区。代理人的个人情绪描述他们的效价和唤醒。使用布朗代理的概念,这些变量根据随机动态变化,这也考虑了在线通信的反馈。代理产生情感信息,这些信息被存储和分布在一个模拟在线媒体的字段中。这个场以非线性的方式影响代理人的情绪状态。我们推导出集体情绪出现的条件,观察双峰价分布。依赖于饱和或超线性反馈之间的信息字段和代理的唤醒,我们进一步确定的情况下,集体情绪只出现一次或以重复的方式。基于代理的计算机模拟的分析结果进行了说明。我们的框架提供了关于集体情绪出现的可检验的假设,这些假设可以通过在线社区的数据来验证。
2010-09-06 cs.MA nlin.AO physics.soc-ph
What the flock knows that the birds do not: exploring the emergence of joint agency in multi-agent active inference
Institute of Cognitive Sciences and Technologies, National Research Council(认知科学与技术研究所,国家研究委员会)
本文通过主动推断模型探讨多智能体系统中集体知识和联合代理的涌现机制,揭示了信息耦合如何产生新的自主性与推断能力。
2026-01-29 cs.MA math.OC nlin.AO
Emergence of intelligent collective motion in a group of agents with memory
本文研究具有记忆的双分散智能体群体在相反期望方向下的集体运动,发现记忆对集体动力学具有非单调效应:长期记忆使智能体对邻近个体历史差异更敏感,从而促进异质性运动、更快解除拥堵并形成通行通道。
2022-12-14 nlin.AO
Emergence of coherent motion in aggregates of motile coupled maps
在本文中,我们研究了出现的一致性集体运动所描述的一个系统的相互作用motiles赋予内部的,自适应的,指导机制。通过非线性参数耦合,系统元件能够沿着通向混沌的路径摆动。因此,每个运动体可以显示不同类型的行为,即,根据其周围条件,从有序运动到完全不规则运动。集体运动的模式的外观示出相关的粒子间同步的出现和运动的连贯性的程度是通过一个图形表示量化。粒子的密度和粒子间的距离有关的影响进行了探讨。它表明,更高程度的一致性和群体凝聚力时,系统元素显示出有序和混沌行为的组合,出现从集体自组织过程。
2011-05-10 nlin.AO nlin.CD
Messaging strategies and the emergence of echo chambers in collective decision-making
Cornell University(康奈尔大学);Princeton University(普林斯顿大学)
研究探讨了群体决策中信息策略如何导致回音室现象的形成,揭示了非线性动力学中个体对信息的依赖性及生物系统中集体决策的可靠性机制。
2026-04-25 nlin.AO q-bio.QM
Collective motions of heterogeneous swarms
新兴的群体相互作用的代理集体运动是一个非常感兴趣的应用领域,从生物学到物理学和机器人学的主题。在本文中,我们进行了仔细的集体动力学的一群自我推进的异构,延迟耦合代理。我们显示了集体运动模式的出现和具有不同动态特性的代理群体的隔离;这两种行为(斑图形成和隔离)在我们的模型中自然出现,该模型基于自推进和代理之间的吸引力成对交互。我们推导出不同的群集行为出现在平均场的物理参数的函数的分岔结构,并通过模拟验证这些结果。
2014-09-03 nlin.AO nlin.PS
Optimal View Angle in Collective Dynamics of Self-propelled Agents
我们研究了一个自推进的智能体系统,其中每个智能体都有一部分的全向或全景视图的传感器盘,在这种情况下,智能体的视野只是一个扇区的两个半径和所包括的弧界定的盘。这两个半径的倾斜被表征为视角。与我们的直觉相反,我们发现,在无噪声Vicsek模型中,具有周期边界条件的群体代理的非全向视图可以加速有序状态出现的瞬态过程。一个随之而来的含义是,在Vicsek模型中通常存在多余的通信,这甚至可能阻碍可能的快速群体出现。这一现象可能会引起进一步的努力和关注,以探索潜在的机制,出现在自推进剂。
2009-04-05 nlin.AO
Noise induced enhancement of network reciprocity in social dilemmas
网络互惠性是促进自私个体之间合作的重要动力学规则。这首先在Nowak和May的开创性工作中报道,其中个体被安排在规则的格子网络上,并进行囚犯困境游戏(PDG)。在标准的PDG中,人们经常假设参与者具有完美的理性。然而,在现实中,我们人类远非理性的代理人,因为我们经常犯错误,行为不合理。因此,在这项工作中,我们将噪声元素引入到适应度的测量中,这是由控制噪声程度的参数a决定的。所考虑的噪声诱导机制显着促进合作的行为,这可能有助于解释种群内合作的出现。
2013-03-08 nlin.AO physics.soc-ph
Emergence of multistability and strongly asymmetric collective modes in two quorum sensing coupled identical ring oscillators
最简单的环形振荡器是由三个强非线性元件组成,它们单向相互抑制,导致极限环的出现。这个方案的一个流行的实现方式是使用细菌中的抑制基因,创造出被称为抑制器的合成基因振荡器。在这里,我们考虑的主要集体模式时,两个相同的Repressilators是平均场耦合通过群体感应(QS)机制,这是通过生产的扩散信号分子实现。以抑制子的产生速率和耦合强度值为分岔参数,分析了不稳定齐次稳态的两个Andronov-Hopf分岔产生的同相和反相极限环的动力学机制.不稳定的同相周期的分叉导致创建非均匀的极限环,具有非常不同的振幅,而不是众所周知的非对称极限环所产生的振荡死亡。反相环的Neimark-Sacker分叉确定了双参数空间中岛屿的边界,该空间包含几乎所有有趣的区域,包括共振极限环集,稳定的非均匀环区域,以及由环面破坏,共振环和非均匀环的倍周期导致的混沌区域。我们讨论了混沌骨架的结构,以说明非齐次循环在其形成中的作用。许多地区的多稳定性和政权之间的过渡。这些结果提供了新的见解耦合依赖机制的多稳定性和集体制度对称性破缺的人口相同的多维振子。
2020-09-17 nlin.AO physics.bio-ph
Emergence and criticality in spatiotemporal synchronization: the complementarity model
研究时空多体确定性模型的长期动力学,发现集体结构以动态网络形式在同步相变边缘涌现并经历生命周期,其雪崩统计特性与神经网络一致,为人工生命提供新范式。
2023-10-18 nlin.AO nlin.CD nlin.CG
Emergence of simple patterns in many-body systems: from macroscopic objects to the atomic nucleus
强关联的多体系统往往表现出简单的模式和其整体性质的规则行为的出现。在我们的宇宙中,通常可以在不同的大小、时间和能量尺度上观察到团簇化、集体运动和壳层结构的出现等现象。虽然在微观层面上,它们的各个部分是由复杂的相互作用来描述的,但这些系统的集体行为可以表现出惊人的规律性模式。这一贡献提供了一个概述的实验签名,通常用于识别不同的物理系统中的壳结构和集体现象的出现。在宏观系统的例子旁边的原子核中观察到的功能。讨论的重点是在核封闭壳层附近观察到的奇异核的实验趋势,以及最近的实验对我们理解原子核中的涌现现象提出的新挑战。
2020-06-03 nlin.AO nucl-ex physics.atom-ph
Emergence of a collective crystal in a classical system with long-range interactions
一维长程模型的经典转子与扩展程度的复杂性,相比,范式长程系统,介绍和研究。在恒定密度下工作,在热力学极限下,可以证明与哈密顿平均场模型(HMF)和$α$的统计等价性:在临界能量阈值$\varepsilon_c=0.75$处确实观察到二级相变。相反,当在无限密度下进行热力学极限时(同时保持托管间隔$L$的长度恒定),临界能量$\varepsilon_c$被调制为$L$的函数。在低能量下,据报道出现了自组织的集体晶体相,其在极限$ε\rightarrow 0$下收敛为完美晶体。为了分析这一现象,通过最大化熵解析计算了平衡态单粒子密度函数。计算了气相和晶相之间的跃迁和相关的临界能。分子动力学表明,晶体相显然分为两个不同的制度,这取决于每个粒子的能量$\varepsilon$。对于小$\varepsilon$,粒子精确地位于晶格位置上;高于能量阈值$\varepsilon{*}$,粒子可以从一个位置移动到另一个位置。然而,$\varepsilon{*}$并不表示相变,而是反映了有限的观察时间:观察到的$\varepsilon >0$的完美晶体对应于一个长期持续的动态瞬态,当$\varepsilon >0$接近零时,其寿命增加。
2015-09-01 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Complexity, information transfer and collective behavior in chaotic dynamical networks
研究了全局耦合混沌映射网络作为复杂系统的一个简单模型,其复杂性、信息传递和集体行为(如同步和非平凡集体行为)的出现之间的关系.我们计算这个系统的各种数量:平均场,统计复杂性,信息传输的措施,以及共享的信息,宏观和局部水平之间的耦合参数的强度在系统中的功能。我们的研究结果表明,非平凡的集体行为的出现与更高的复杂性值。当系统进入非平凡的集体行为,而在同步的集体状态下,这两个尺度之间根本没有信息流动时,从全局到局部的信息转移很少发生。当非平凡的集体行为或混沌同步的参数值接近时,与那些集体状态已经在系统中建立的情况相比,从宏观水平到局部水平的信息传递更高。我们的研究结果增加了支持的复杂性作为一个新兴的集体财产,是在当地一级的相互作用的元素系统中缺席的观点。
2010-10-22 nlin.AO nlin.CD
Emergence and control of synchronization in networks with directed many-body interactions
该研究针对高阶相互作用对网络同步行为的影响问题,提出超图上的扩散机制并通过带符号图类比解释同步发生,且以同步收敛通用条件提供数学支撑,拓展了多体相互作用网络的同步理论。
2023-10-04 nlin.AO
Microscopic Discrete Proliferating Components Cause the Self-Organized Emergence of Macroscopic Adaptive Features in Biological Systems
我们研究的集体时空宏观属性的免疫系统的出现,分别代表其微观组件(抗体,抗原,细胞因子)之间的基本相互作用。这种详细的显式分析的结果进行了比较与传统的程序平均个人和集体动力学的密度服从偏微分方程(PDE)。模拟表明,即使是非常简单的基元反应的自发出现的本地化复杂的结构。反过来,这些结构的有效动力学以一种非常决定性的方式影响系统的平均行为:根据微分方程近似死亡的系统,在现实中表现出非常活跃的行为。我们的结论支持明确的微观模拟和分析计算。作为最佳方法,我们提出了一个混合物的微观模拟(MS)系统分别描述每个反应,和平均方法描述的平均行为的代理。
2000-06-25 cond-mat nlin.AO nlin.CG
Aggregation and Emergence in Agent-Based Models: A Markov Chain Approach
我们从马尔可夫的角度分析了基于代理的模型(ABMs)的动态,并推导出明确的声明,将微观代理模型与宏观可观测量的动态过程联系起来的可能性,这对于精确理解模型动态是有用的。通过这种方式,可以研究集体变量的动态,并且可以将宏观动态描述为微观动态的涌现特性,特别是在过渡时期。
2012-07-10 cond-mat.stat-mech nlin.AO
Emergence of Lévy Walks in Systems of Interacting Individuals
最近的实验(G. Ariel等人,Nature Comm.6,8396(2015))揭示了群集细菌的有趣行为:它们从根本上改变了它们的集体运动,从简单的扩散变成了超扩散的Lévy步行动力学。我们引入了一个非线性非马尔可夫持续随机游动模型,解释了超扩散Lévy游动的出现。我们发现,个体之间的排列相互作用可以导致超扩散增长的均方位移和幂律分布的游程长度与无穷大的方差。主要的结果是,超扩散行为出现作为一个非线性的集体现象,而不是由于标准的假设幂律分布的运行距离从一开始。同时,我们发现,排斥/碰撞效应导致密度依赖指数回火的幂律分布。这定性地解释了实验观察到的从超扩散到扩散的转变,随着贻贝密度的增加(M。de Jager等人,程序R. Soc. B 281,20132605(2014))。
2016-06-30 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech nlin.AO
Information transfer and nontrivial collective behavior in chaotic coupled map networks
利用非线性相互预测方法研究了耦合混沌映射网络中非平凡集体行为的出现。由此产生的预测误差用于测量本地单元所拥有的关于集体动态的信息量。本地和全球耦合的地图系统的应用程序被认为是。预测误差在这些网络中有序集体行为发生的耦合临界值处表现出相变。该信息测度可作为表征扩展混沌系统复杂行为的序参量。
2002-02-04 nlin.AO nlin.CD
Entropy-driven decision-making dynamics sheds light on the emergence of the "paradox of choice"
本研究基于统计物理框架的熵驱动机制,解释了个体与集体层面“选择悖论”的涌现,发现同步时间与感知半径的权衡依赖个体敏感性,且有偏感知或过往决策影响会消除集体选择悖论。
2024-06-23 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.bio-ph