✖


Jump to content

Самодвижущиеся частицы

(Перенаправлено с «Марширующая саранча »)

Модели SPP предсказывают устойчивое эмерджентное поведение, возникающее в стаях, независимо от типа животных, находящихся в стаях. [1]
Часть серии о
Мультиагентные системы
Мультиагентное моделирование
Агент-ориентированное программирование
Связанный

Самодвижущиеся частицы (SPP), также называемые самодвижущимися частицами, — это термин, используемый физиками для описания автономных агентов , которые преобразуют энергию из окружающей среды в направленное или постоянное случайное блуждание . Природные системы, вдохновившие на изучение и создание этих частиц, включают ходьбу, плавание или летание животных. Другие биологические системы включают бактерии, клетки, водоросли и другие микроорганизмы. Как правило, самодвижущиеся частицы часто относятся к искусственным системам, таким как роботы, или специально разработанным частицам, таким как плавающие коллоиды Януса . [2] биметаллические наностержни, наномоторы и ходячие зерна. В случае направленного движения, которое приводится в движение химическим градиентом, это называется хемотаксисом , наблюдаемым в биологических системах, например, в распознавании кворума бактерий и обнаружении муравьиных феромонов, а также в синтетических системах, например, в хемотаксисе молекул ферментов. [3] и твердые и мягкие частицы, питаемые ферментами.

Обзор

[ редактировать ]

Самодвижущиеся частицы взаимодействуют друг с другом, что может привести к возникновению коллективного поведения. Такое коллективное поведение имитирует самоорганизацию, наблюдаемую при стайке птиц, роении насекомых, формировании стад овец и т. д.

Чтобы понять повсеместность подобных явлений, физики разработали ряд моделей самодвижущихся частиц. Эти модели предсказывают, что самодвижущиеся частицы обладают определенными свойствами на уровне группы, независимо от типа животных (или искусственных частиц) в рое. [1] В теоретической физике стало непросто найти минимальные статистические модели, отражающие такое поведение. [4] [5] [6]

Примеры

[ редактировать ]

Биологические системы

[ редактировать ]

Большинство животных можно рассматривать как SPP: они находят энергию в пище и демонстрируют различные стратегии передвижения: от полета до ползания. Наиболее яркими примерами коллективного поведения в этих системах являются косяки рыб, стаи птиц, стада овец, толпы людей. В меньшем масштабе клетки и бактерии также можно рассматривать как SPP. Эти биологические системы могут двигаться самостоятельно благодаря присутствию хемоаттрактантов. В еще меньшем масштабе молекулярные двигатели преобразуют энергию АТФ в направленное движение. Недавние исследования показали, что молекулы ферментов также будут двигаться самостоятельно. [7] Кроме того, было показано, что они будут преимущественно перемещаться в область с более высокой концентрацией субстрата. [8] [9] явление, которое было развито в метод очистки для выделения живых ферментов. [10] Кроме того, микрочастицы или везикулы могут стать самодвижущимися, если их функционализировать ферментами. Каталитические реакции ферментов направляют частицы или везикулы на основе соответствующих градиентов субстрата. [11] [12] [13]

Искусственные системы

[ редактировать ]
Пример SPP: золото-платиновый наностержень, который самодвижется в перекиси водорода за счет собственных электрофоретических сил.

Различают влажные и сухие системы. В первом случае частицы «плавают» в окружающей жидкости; во втором случае частицы «гуляют» по подложке.

Активные коллоидные частицы, получившие название наномоторы , являются прототипом влажного SPP. Частицы Януса — это коллоидные частицы с двумя разными сторонами, имеющие разные физические или химические свойства. [14] Это нарушение симметрии позволяет, правильно настроив окружающую среду (обычно окружающий раствор), обеспечить движение частицы Януса. Например, две стороны частицы Януса могут вызывать локальный градиент температуры, электрического поля или концентрации химических веществ. [15] [16] Это вызывает движение частицы Януса по градиенту посредством соответственно термофореза , электрофореза или диффузиофореза . [16] Поскольку частицы Януса потребляют энергию из окружающей среды (катализ химических реакций, поглощение света и т. д.), возникающее в результате движение представляет собой необратимый процесс, и частицы выходят из равновесия.

  • Первым примером искусственного SPP в нано- или микронном масштабе был биметаллический наностержень из золота и платины, разработанный Сеном и Маллуком. [17] В растворе перекиси водорода этот «наномотор» будет проявлять каталитическую окислительно-восстановительную реакцию, тем самым вызывая поток жидкости вдоль поверхности посредством самодиффузиофореза. В аналогичной системе использовался медно-платиновый стержень в растворе брома. [18]
  • Другой Janus SPP был разработан путем покрытия половины шарика полистирола платиной. [2] Они использовались для управления движением каталитических двигателей, когда они находились близко к твердой поверхности. Эти системы смогли перемещать активные коллоиды, используя геометрические ограничения. [19]
  • Другим примером Janus SPP является металлоорганический двигатель, в котором используется золото-кремнеземная микросфера. [20] Катализатор Грабба был привязан к половине частицы из диоксида кремния и в растворе мономера вызывал каталитическую полимеризацию. Результирующий градиент концентрации по поверхности приведет в движение двигатель в растворе.
  • Другим примером искусственного ППП являются микрочастицы с платиновым спиннером, вращение которых можно контролировать в зависимости от их формы и симметрии. [21] [22]
  • Другой пример — двухфазные капли масла Януса, которые демонстрируют самодвижущееся движение. [23]
  • Несколько других примеров описаны на странице, посвященной наномоторам .

Ходячие зерна представляют собой типичную реализацию сухой СПП: зерна представляют собой миллиметровые диски, расположенные на вертикально вибрирующей пластине, которая служит источником энергии и импульса. Диски имеют два разных контакта («ножки») с пластиной: твердую игольчатую ножку спереди и большую мягкую резиновую ножку сзади. При встряхивании диски движутся в предпочтительном направлении, определяемом полярной симметрией контактов (голова-хвост). Это вместе с вибрационным шумом приводит к постоянному случайному блужданию. [24]

Нарушение симметрии

[ редактировать ]

Нарушение симметрии является необходимым условием для СЭС, поскольку должно существовать преимущественное направление движения. Однако нарушение симметрии может быть связано не только с самой структурой, но и с ее взаимодействием с электромагнитными полями, особенно с учетом эффектов торможения. Это можно использовать для фототаксического движения даже высокосимметричных наночастиц. [25] [26] В 2021 году экспериментально было показано, что полностью симметричные частицы (в данном случае сферические микропловцы ) испытывают чистую термофоретическую силу при освещении с заданного направления. [27]

Свирлоны

[ редактировать ]

В 2020 году исследователи из Университета Лестера сообщили о до сих пор нераспознанном состоянии самодвижущихся частиц, которое они назвали «свирлонным состоянием». Свирлонное состояние состоит из «свирлонов», образованных группами самодвижущихся частиц, вращающихся вокруг общего центра масс. Эти квазичастицы демонстрируют удивительное поведение: в ответ на внешнюю нагрузку они движутся с постоянной скоростью, пропорциональной приложенной силе, точно так же, как объекты в вязких средах. Свирлоны притягиваются друг к другу и сливаются, образуя более крупный совместный вирлон. Слияние — чрезвычайно медленный, замедляющийся процесс, приводящий к разреженному состоянию неподвижных квазичастиц. Помимо вирлонного состояния наблюдались газообразные, жидкие и твердые состояния в зависимости от межчастичных сил и сил самодвижения. В отличие от молекулярных систем жидкое и газообразное состояния самодвижущихся частиц не сосуществуют. [28] [29]

Типичное коллективное поведение

[ редактировать ]

Типичное коллективное движение обычно включает в себя образование самоорганизующихся структур, таких как кластеры и организованные собрания. [30]

Наиболее заметное и наиболее эффектное возникающее крупномасштабное поведение, наблюдаемое в ансамблях СПП, — это направленное коллективное движение . В этом случае все частицы движутся в одном направлении. Кроме того, могут возникать пространственные структуры, такие как полосы, вихри, астры, движущиеся скопления.

Другой класс крупномасштабного поведения, не предполагающий направленного движения, — это либо самопроизвольное образование кластеров, либо разделение на газообразную и жидкоподобную фазы — неожиданное явление, когда ППП имеют чисто отталкивающее взаимодействие. Такое разделение фаз получило название фазового разделения, индуцированного подвижностью (MIPS).

Примеры моделирования

[ редактировать ]

Моделирование СПП было предложено в 1995 году Тамашем Вичеком и др. [31] как частный случай модели Бойда , представленной в 1986 году Рейнольдсом . [32] В этом случае СПП представляют собой точечные частицы, движущиеся с постоянной скоростью. и принять (при каждом приращении времени) среднее направление движения других частиц в их локальной окрестности с учетом некоторого добавленного шума. [33] [34]

Внешние видео
значок видео Интерактивное моделирование модели СПП [35]
- нужна Java

Моделирование показывает, что подходящее «правило ближайшего соседа» в конечном итоге приводит к тому, что все частицы собираются вместе или движутся в одном направлении. Это происходит, несмотря на отсутствие централизованной координации и несмотря на то, что соседи каждой частицы постоянно меняются со временем (см. интерактивное моделирование в рамке справа). [31]

С тех пор был предложен ряд моделей: от простой активной броуновской частицы до подробных и специализированных моделей, направленных на описание конкретных систем и ситуаций. Среди важных ингредиентов этих моделей можно перечислить

  • Самодвижение : при отсутствии взаимодействия скорость СПП сходится к заданному постоянному значению.
  • Взаимодействие тел: частицы можно рассматривать как точки (без взаимодействия тел), как в модели Вичека. Альтернативно можно включить потенциал взаимодействия, притягивающий или отталкивающий. Этот потенциал может быть изотропным или нет, чтобы описывать сферические или вытянутые частицы.
  • Ориентация тела: для частиц с фиксированной осью тела можно включить дополнительные степени свободы для описания ориентации тела. Связь этой оси тела со скоростью является дополнительной опцией.
  • Выравнивание правил взаимодействия: в духе модели Вичека соседние частицы выравнивают свои скорости. Другая возможность состоит в том, что они выравнивают свои ориентации.

Сюда же можно отнести и эффективные воздействия окружения; например, номинальную скорость SPP можно установить в зависимости от местной плотности, чтобы учесть эффекты скученности.

Самодвижущиеся частицы также можно моделировать с использованием решеточных моделей, преимуществом которых является простота и эффективность моделирования, а в некоторых случаях их легче анализировать математически. [36] Решеточные модели, такие как модели BIO-LGCA, использовались для изучения физических аспектов самодвижущихся систем частиц (таких как фазовые переходы и потенциал формирования паттернов). [37] ), а также конкретные вопросы, связанные с реальными системами активного вещества (например, выявление основных биологических процессов, участвующих в опухолевой инвазии). [38] ).

Некоторые приложения к реальным системам

[ редактировать ]
Нимфа саранчи

Марширующая саранча

[ редактировать ]

Молодые пустынные саранчи — одиночные бескрылые нимфы . Если еды не хватает, они могут собраться вместе и начать оккупировать соседние территории, привлекая еще больше саранчи. В конечном итоге они могут превратиться в марширующую армию, простирающуюся на многие километры. [39] Это может стать прелюдией к появлению огромных стай летающих взрослых саранчи, которые опустошают растительность в континентальном масштабе. [40]

Одно из ключевых предсказаний модели SPP заключается в том, что по мере увеличения плотности населения группы происходит резкий переход от людей, движущихся относительно беспорядочно и независимо внутри группы, к группе, движущейся как единое целое. [41] Таким образом, в случае с молодой пустынной саранчой должна возникнуть триггерная точка, которая превратит дезорганизованную и рассеянную саранчу в скоординированную марширующую армию. При достижении критической плотности популяции насекомые должны начать двигаться вместе стабильно и в одном направлении.

В 2006 году группа исследователей изучила, как эта модель себя показала в лаборатории. Саранчу разместили на круглой арене, а ее перемещения отслеживались с помощью компьютерного программного обеспечения. При низкой плотности, ниже 18 особей на квадратный метр, саранча перемещается беспорядочно. При средней плотности они начинают выстраиваться в ряд и маршировать вместе, прерываясь резкими, но скоординированными изменениями направления. Однако, когда плотность достигла критического значения примерно в 74 саранчи/м2, 2 , саранча перестала быстро и спонтанно менять направление и вместо этого уверенно двинулась в одном направлении в течение полных восьми часов эксперимента.

Внешние видео
значок видео Марширующая саранча
- ускорено в 6 раз

Когда плотность саранчи достигает критической точки, они стабильно маршируют вместе, не меняя направления.

Это подтвердило поведение, предсказанное моделями SPP. [1]

В полевых условиях, по данным Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций , средняя плотность марширующих оркестров составляет 50 саранчи/м2. 2 (50 миллионов саранчи/км 2 ), с типичным диапазоном от 20 до 120 саранчи/м2. 2 . [40] : 29  Обсужденные выше результаты исследований демонстрируют динамическую нестабильность, которая присутствует при более низкой плотности саранчи, типичной для полевых условий, когда марширующие группы случайным образом меняют направление без каких-либо внешних возмущений. Понимание этого явления, а также переход к полностью скоординированному маршу с более высокой плотностью населения имеет важное значение, если мы хотим контролировать нашествие пустынной саранчи. [1]

Птичьи посадки

[ редактировать ]
Стаи птиц могут в унисон резко изменить свое направление, а затем так же внезапно принять единогласное групповое решение о приземлении. [42]

Часто можно наблюдать, как роящиеся животные, такие как муравьи, пчелы, рыбы и птицы, внезапно переходят из одного состояния в другое. Например, птицы резко переходят из состояния полета в состояние приземления. Или рыбы переключаются со стайки в одном направлении на стайку в другом направлении. Такие переключения состояний могут происходить с поразительной скоростью и синхронностью, как если бы все члены группы приняли единогласное решение одновременно. Подобные явления уже давно озадачивают исследователей. [43]

В 2010 году Бхаттачарья и Вичек использовали модель SPP, чтобы проанализировать происходящее здесь. В качестве парадигмы они рассматривали то, как летающие птицы приходят к коллективному решению совершить внезапный и синхронизированный переход на землю. У птиц, таких как скворцы на изображении справа, нет лидера, принимающего решения, но стая точно знает, как приземлиться единым способом. Потребность группы приземлиться преобладает над отклоняющимися намерениями отдельных птиц. Модель частиц показала, что коллективный переход к приземлению зависит от возмущений, которые применяются к отдельным птицам, например, от того, где птицы находятся в стае. [42] Это поведение можно сравнить с тем, как песчаные лавины скатываются в кучу до того момента, когда симметричные и тщательно расположенные зерна начнут лавину, потому что колебания становятся все более нелинейными. [44]

«Нашей главной мотивацией было лучше понять то, что загадочно и существует в природе, особенно в случаях, связанных с остановкой или запуском коллективной модели поведения в группе людей или животных... Мы предлагаем простую модель системы, которая члены имеют тенденцию следовать за другими как в пространстве, так и в их душевном состоянии относительно решения о прекращении деятельности. Это очень общая модель, которую можно применять к подобным ситуациям». [42] Модель также можно применить к рою беспилотных летательных аппаратов , чтобы инициировать желаемое движение в толпе людей или для интерпретации групповых закономерностей при покупке или продаже акций на фондовом рынке. [45]

Другие примеры

[ редактировать ]

Модели SPP применялись во многих других областях, таких как стайное рыболовство , [46] рои роботов , [47] молекулярные моторы , [48] развитие человеческих давок [49] и эволюция человеческих троп в городских зеленых насаждениях. [50] СПП в стоксовом потоке , такие как частицы Януса , часто моделируются с помощью модели Сквирмера . [51]

См. также

[ редактировать ]

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Перейти обратно: а б с д Буль Дж., Самптер DJ, Кузен И.Д., Хейл Дж.Дж., Деспланд Э., Миллер Э.Р., Симпсон С.Дж. (июнь 2006 г.). «От беспорядка к порядку в марширующей саранче» (PDF) . Наука . 312 (5778): 1402–6. Бибкод : 2006Sci...312.1402B . дои : 10.1126/science.1125142 . ПМИД   16741126 . S2CID   359329 . Архивировано из оригинала (PDF) 29 сентября 2011 года . Проверено 7 апреля 2011 г.
  2. ^ Перейти обратно: а б Хауз, Джонатан Р.; Джонс, Ричард А.Л.; Райан, Энтони Дж.; Гоф, Тим; Вафабахш, Реза; Голестанян, Рамин (27 июля 2007 г.). «Самоподвижные коллоидные частицы: от направленного движения к случайному блужданию» . Письма о физических отзывах . 99 (4): 048102. arXiv : 0706.4406 . Бибкод : 2007PhRvL..99d8102H . doi : 10.1103/PhysRevLett.99.048102 . ПМИД   17678409 .
  3. ^ Агудо-Каналехо, Хайме; Аделеке-Лародо, Тунрайо; Иллиен, Пьер; Голестанян, Рамин (16 октября 2018 г.). «Усиленная диффузия и хемотаксис в наномасштабе» . Отчеты о химических исследованиях . 51 (10): 2365–2372. arXiv : 2104.02398 . doi : 10.1021/acs.accounts.8b00280 . ISSN   0001-4842 . ПМИД   30240187 .
  4. ^ Тонер Дж., Ту Ю., Рамасвами С. (2005). «Гидродинамика и фазы скоплений» (PDF) . Анналы физики . 318 (170): 170–244. Бибкод : 2005АнФиз.318..170Т . дои : 10.1016/j.aop.2005.04.011 . Архивировано из оригинала (PDF) 18 июля 2011 года . Проверено 7 апреля 2011 г.
  5. ^ Бертен Э., Дроз М., Грегуар Г. (2009). «Гидродинамические уравнения для самодвижущихся частиц: микроскопический вывод и анализ устойчивости». Журнал физики А. 42 (44): 445001. arXiv : 0907.4688 . Бибкод : 2009JPhA...42R5001B . дои : 10.1088/1751-8113/42/44/445001 . S2CID   17686543 .
  6. ^ Ли YX, Люкман Р., Эдельштейн-Кешет Л. (2007). «Минимальные механизмы формирования школ самодвижущихся частиц» (PDF) . Физика D: Нелинейные явления . 237 (5): 699–720. Бибкод : 2008PhyD..237..699L . дои : 10.1016/j.physd.2007.10.009 . Архивировано из оригинала (PDF) 1 октября 2011 года.
  7. ^ Муддана Х.С., Сенгупта С., Маллук Т.Э., Сен А., Батлер П.Дж. (февраль 2010 г.). «Субстратный катализ усиливает диффузию одного фермента» . Журнал Американского химического общества . 132 (7): 2110–1. дои : 10.1021/ja908773a . ПМЦ   2832858 . ПМИД   20108965 .
  8. ^ Сенгупта С., Дей К.К., Муддана Х.С., Табуйо Т., Ибеле М.Е., Батлер П.Дж., Сен А. (январь 2013 г.). «Молекулы ферментов как наномоторы». Журнал Американского химического общества . 135 (4): 1406–14. дои : 10.1021/ja3091615 . ПМИД   23308365 .
  9. ^ Чжао X, Джентиле К., Мохаджерани Ф., Сен А. (октябрь 2018 г.). «Приведение движения в действие с помощью ферментов». Отчеты о химических исследованиях . 51 (10): 2373–2381. дои : 10.1021/acs.accounts.8b00286 . ПМИД   30256612 . S2CID   52845451 .
  10. ^ Дей К.К., Дас С., Пойтон М.Ф., Сенгупта С., Батлер П.Дж., Кремер П.С., Сен А. (декабрь 2014 г.). «Хемотаксическое разделение ферментов» . АСУ Нано . 8 (12): 11941–9. дои : 10.1021/nn504418u . ПМИД   25243599 .
  11. ^ Дей К.К., Чжао X, Танси Б.М., Мендес-Ортис В.Дж., Кордова-Фигероа У.М., Голестаниан Р., Сен А. (декабрь 2015 г.). «Микромоторы, работающие на основе ферментативного катализа». Нано-буквы . 15 (12): 8311–5. Бибкод : 2015NanoL..15.8311D . дои : 10.1021/acs.nanolett.5b03935 . ПМИД   26587897 .
  12. ^ Гош С., Мохаджерани Ф., Сон С., Велегол Д., Батлер П.Дж., Сен А. (сентябрь 2019 г.). «Подвижность ферментных везикул». Нано-буквы . 19 (9): 6019–6026. Бибкод : 2019NanoL..19.6019G . дои : 10.1021/acs.nanolett.9b01830 . ПМИД   31429577 . S2CID   201095514 .
  13. ^ Сомасундар А., Гош С., Мохаджерани Ф., Массенбург Л.Н., Янг Т., Кремер П.С. и др. (декабрь 2019 г.). «Положительный и отрицательный хемотаксис липосомальных моторов, покрытых ферментами». Природные нанотехнологии . 14 (12): 1129–1134. Бибкод : 2019НатНа..14.1129С . дои : 10.1038/s41565-019-0578-8 . ПМИД   31740796 . S2CID   208168622 .
  14. ^ Голестанян, Рамин (2022). «Форетическая активная материя» . Academic.oup.com . стр. 230–293. дои : 10.1093/oso/9780192858313.003.0008 . ISBN  978-0-19-285831-3 . Архивировано из оригинала 23 февраля 2024 года . Проверено 23 апреля 2024 г.
  15. ^ Голестанян, Рамин; Ливерпуль, Танниемола Б.; Аждари, Арманд (10 июня 2005 г.). «Приведение в движение молекулярной машины за счет асимметричного распределения продуктов реакции» . Письма о физических отзывах . 94 (22): 220801. arXiv : cond-mat/0701169 . Бибкод : 2005PhRvL..94v0801G . doi : 10.1103/PhysRevLett.94.220801 . ПМИД   16090376 .
  16. ^ Перейти обратно: а б Голестанян Р.; Ливерпуль, ТБ; Аждари, А. (май 2007 г.). «Проектирование форетических микро- и нано-пловцов» . Новый журнал физики . 9 (5): 126. arXiv : cond-mat/0701168 . Бибкод : 2007NJPh....9..126G . дои : 10.1088/1367-2630/9/5/126 . ISSN   1367-2630 .
  17. ^ Пакстон В.Ф., Кистлер К.К., Олмеда К.С., Сен А., Сент-Анджело С.К., Цао Ю. и др. (октябрь 2004 г.). «Каталитические наномоторы: автономное движение полосатых наностержней». Журнал Американского химического общества . 126 (41): 13424–31. дои : 10.1021/ja047697z . ПМИД   15479099 .
  18. ^ Лю Р., Сен А (декабрь 2011 г.). «Автономный наномотор на основе медно-платиновой сегментированной нанобатареи». Журнал Американского химического общества . 133 (50): 20064–7. дои : 10.1021/ja2082735 . ПМИД   21961523 .
  19. ^ Дас С., Гарг А., Кэмпбелл А.И., Хауз Дж., Сен А., Велегол Д. и др. (декабрь 2015 г.). «Границы могут управлять активными сферами Януса» . Природные коммуникации . 6 : 8999. Бибкод : 2015NatCo...6.8999D . дои : 10.1038/ncomms9999 . ПМК   4686856 . ПМИД   26627125 .
  20. ^ Павлик Р.А., Сенгупта С., Макфадден Т., Чжан Х., Сен А. (сентябрь 2011 г.). «Двигатель, работающий на полимеризации». Ангеванде Хеми . 50 (40): 9374–7. дои : 10.1002/anie.201103565 . ПМИД   21948434 . S2CID   6325323 .
  21. ^ Брукс А.М., Тасинкевич М., Сабрина С., Велегол Д., Сен А., Бишоп К.Дж. (январь 2019 г.). «Вращение гомогенных микромоторов, направленное на форму, посредством каталитического самоэлектрофореза» . Природные коммуникации . 10 (1): 495. Бибкод : 2019NatCo..10..495B . дои : 10.1038/s41467-019-08423-7 . ПМК   6353883 . ПМИД   30700714 .
  22. ^ Унру, Ангус; Брукс, Аллан М.; Арансон, Игорь С.; Сен, Аюсман (28 апреля 2023 г.). «Программирование движения платиновых микрочастиц: от линейного к орбитальному» . ACS Прикладные инженерные материалы . 1 (4): 1126–1133. дои : 10.1021/acsaenm.2c00249 . ISSN   2771-9545 . S2CID   257849071 .
  23. ^ Мередит, Калеб Х.; Кастонге, Александр К.; Чиу, Ю-Джен; Брукс, Аллан М.; Моерман, Пепейн Г.; Тораб, Питер; Вонг, Пак Кин; Сен, Аюсман; Велегол, Даррелл; Зарзар, Лорен Д. (2 февраля 2022 г.). «Химический расчет самоходных капель Януса» . Иметь значение . 5 (2): 616–633. дои : 10.1016/j.matt.2021.12.014 . ISSN   2590-2385 . S2CID   246203036 .
  24. ^ Дезень Ж, Дашо О, Шате Х (август 2010 г.). «Коллективное движение вибрирующих полярных дисков». Письма о физических отзывах . 105 (9): 098001. arXiv : 1004.1499 . Бибкод : 2010PhRvL.105i8001D . doi : 10.1103/PhysRevLett.105.098001 . ПМИД   20868196 . S2CID   40192049 .
  25. ^ Че, Шэнпин; Чжан, Цзяньхуа; Моу, Фанчжи; Го, Ся; Кауфман, Джошуа Э.; Сен, Аюсман; Гуань, Цзяньго (январь 2022 г.). «Светопрограммируемые сборки изотропных микромоторов» . Исследовать . 2022 . Бибкод : 2022Resea202216562C . дои : 10.34133/2022/9816562 . ISSN   2639-5274 . ПМЦ   9297725 . ПМИД   35928302 .
  26. ^ Чжан, Цзяньхуа; Моу, Фанчжи; Тан, Шаовэнь; Кауфман, Джошуа Э.; Сен, Аюсман; Гуань, Цзяньго (1 марта 2022 г.). «Фотохимический микромотор с эксцентриковым сердечником в изотропной полой оболочке, демонстрирующий мультимодальное движение» . Прикладные материалы сегодня . 26 : 101371. doi : 10.1016/j.apmt.2022.101371 . ISSN   2352-9407 . S2CID   246188941 .
  27. ^ Френцл М., Муиньос-Ландин С., Голубек В., Сичос Ф. (февраль 2021 г.). «Полностью управляемые симметричные термоплазмонные микропловцы». АСУ Нано . 15 (2): 3434–3440. дои : 10.1021/acsnano.0c10598 . ПМИД   33556235 . S2CID   231874669 .
  28. ^ Бриллиантов Н.В., Абутукайка Х., Тюкин И.Ю., Матвеев С.А. (октябрь 2020 г.). «Свирлонное состояние активной материи» . Научные отчеты . 10 (1): 16783. Бибкод : 2020NatSR..1016783B . дои : 10.1038/s41598-020-73824-4 . ПМЦ   7546729 . ПМИД   33033334 . Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
  29. ↑ Свирлонные суперчастицы: физики озадачены новым состоянием материи SciTechDaily , 11 февраля 2021 г.
  30. ^ Чжан, Цзяньхуа; Ласкар, Абхраджит; Сун, Цзяци; Шкляев Олег Евгеньевич; Моу, Фанчжи; Гуань, Цзяньго; Балаж, Анна К.; Сен, Аюсман (10 января 2023 г.). «Световые, бестопливные колебания, миграция и обратимое манипулирование несколькими типами грузов с помощью роев микромоторов» . АСУ Нано . 17 (1): 251–262. дои : 10.1021/acsnano.2c07266 . ISSN   1936-0851 . ПМИД   36321936 . S2CID   253257444 .
  31. ^ Перейти обратно: а б Вичек Т., Чирок А., Бен-Джейкоб Э., Коэн И., Шошет О. (август 1995 г.). «Новый тип фазового перехода в системе самодвижущихся частиц». Письма о физических отзывах . 75 (6): 1226–1229. arXiv : cond-mat/0611743 . Бибкод : 1995PhRvL..75.1226V . дои : 10.1103/PhysRevLett.75.1226 . ПМИД   10060237 . S2CID   15918052 .
  32. ^ Рейнольдс CW (1987). «Стада, стада и школы: распределенная поведенческая модель». Материалы 14-й ежегодной конференции по компьютерной графике и интерактивным технологиям - SIGGRAPH '87 . Том. 21. С. 25–34. CiteSeerX   10.1.1.103.7187 . дои : 10.1145/37401.37406 . ISBN  978-0897912273 . S2CID   546350 .
  33. ^ Чирок А, Вичек Т (2006). «Коллективное поведение взаимодействующих самодвижущихся частиц». Физика А. 281 (1): 17–29. arXiv : cond-mat/0611742 . Бибкод : 2000PhyA..281...17C . дои : 10.1016/S0378-4371(00)00013-3 . S2CID   14211016 .
  34. ^ Джадбабайе А., Лин Дж., Морс А.С. (2003). «Координация групп мобильных автономных агентов с использованием правил ближайшего соседа». Транзакции IEEE при автоматическом управлении . 48 (6): 988–1001. CiteSeerX   10.1.1.128.5326 . doi : 10.1109/TAC.2003.812781 – доказательства сходимости модели SPP.
  35. ^ «Модель самодвижущихся частиц» . Интерактивные симуляции . Университет Колорадо. 2005. Архивировано из оригинала 14 октября 2012 года . Проверено 10 апреля 2011 г.
  36. ^ Нава-Седеньо Х.М., Восс-Бёме А., Хацикиру Х., Дойч А., Перуани Ф. (сентябрь 2020 г.). «Моделирование коллективного движения клеток: эквивалентны ли модели на решетке и вне решетки?» . Философские труды Лондонского королевского общества. Серия Б, Биологические науки . 375 : 20190378.doi : (1807 ) 10.1098/rstb.2019.0378 . ПМЦ   7423376 . ПМИД   32713300 .
  37. ^ Буре О, Фатес Н, Шеврие В (1 декабря 2013 г.). «Первые шаги по асинхронным моделям решеточного газа с применением правила роения» . Естественные вычисления . 12 (4): 551–560. дои : 10.1007/s11047-013-9389-2 . ISSN   1572-9796 . S2CID   6794567 .
  38. ^ Тектонидис М., Хацикиру Х., Шовьер А., Саймон М., Шаллер К., Дойч А. (октябрь 2011 г.). «Идентификация внутренних клеточных механизмов инвазии глиомы in vitro». Журнал теоретической биологии . 287 : 131–47. Бибкод : 2011JThBi.287..131T . дои : 10.1016/j.jtbi.2011.07.012 . ПМИД   21816160 .
  39. ^ Уваров Б.П. (1977). Поведение, экология, биогеография, динамика популяций . Кузнечик и саранча: справочник по общей акридологии. Том. II. Издательство Кембриджского университета.
  40. ^ Перейти обратно: а б Симмонс П.М., Крессман К. (2001). «Руководство по пустынной саранче: биология и поведение» (PDF) . Рим: ФАО .
  41. ^ Хуэпе С., Алдана М. (апрель 2004 г.). «Перемежаемость и кластеризация в системе самодвижущихся частиц». Письма о физических отзывах . 92 (16): 168701. Бибкод : 2004PhRvL..92p8701H . doi : 10.1103/PhysRevLett.92.168701 . ПМИД   15169268 .
  42. ^ Перейти обратно: а б с Бхаттачарья К., Вичек Т. (2010). «Коллективное принятие решений в сплоченных стаях». Новый журнал физики . 12 (9): 093019. arXiv : 1007.4453 . Бибкод : 2010NJPh...12i3019B . дои : 10.1088/1367-2630/9/12/093019 . S2CID   32835905 .
  43. ^ «Самодвижущаяся система частиц улучшает понимание моделей поведения» (пресс-релиз). Медицинские новости сегодня . 18 сентября 2010 г.
  44. ^ Сомфаи Э., Чирок А., Вичек Т. (1994). «Степенное распределение оползней в эксперименте по размыву зернистой сваи». Журнал физики A: Математический и общий . 27 (20): Л757–Л763. Бибкод : 1994JPhA...27L.757S . дои : 10.1088/0305-4470/27/20/001 .
  45. ^ «Раскрыто принятие решений птичьей стаей» . Гималайские времена . 14 сентября 2010 г.
  46. ^ Готре Дж., Йост К., Тераулаз Дж. (октябрь 2008 г.). «Ключевые поведенческие факторы в модели самоорганизующейся косяка рыб» (PDF) . Анналы Зоологических Фенници . 45 (5). Финское зоологическое и ботаническое издательство: 415–428. дои : 10.5735/086.045.0505 . S2CID   16940460 . Архивировано из оригинала (PDF) 12 января 2011 года.
  47. ^ Бальетто Дж., Альбано Э.В. (ноябрь 2009 г.). «Природа перехода порядок-беспорядок в модели Вичека коллективного движения самодвижущихся частиц». Физический обзор E . 80 (5 Pt 1): 050103. Бибкод : 2009PhRvE..80e0103B . дои : 10.1103/PhysRevE.80.050103 . ПМИД   20364937 .
  48. ^ Чоудхури Д. (2006). «Коллективные эффекты во внутриклеточном молекулярном транспорте: координация, сотрудничество и конкуренция». Физика А. 372 (1): 84–95. arXiv : физика/0605053 . Бибкод : 2006PhyA..372...84C . дои : 10.1016/j.physa.2006.05.005 . S2CID   14822256 .
  49. ^ Хелбинг Д., Фаркас И., Вичек Т. (сентябрь 2000 г.). «Моделирование динамических особенностей побега паники». Природа . 407 (6803): 487–90. arXiv : cond-mat/0009448 . Бибкод : 2000Natur.407..487H . дои : 10.1038/35035023 . ПМИД   11028994 . S2CID   310346 .
  50. ^ Хелбинг Д., Кельч Дж., Молнар П. (июль 1997 г.). «Моделирование эволюции систем человеческих следов». Природа . 388 (6637): 47–50. arXiv : cond-mat/9805158 . Бибкод : 1997Natur.388...47H . дои : 10.1038/40353 . ПМИД   9214501 . S2CID   4364517 .
  51. ^ Бикель Т., Маджи А., Вюргер А. (июль 2013 г.). «Схема течения вблизи самодвижущихся горячих частиц Януса». Физический обзор E . 88 (1): 012301. arXiv : 1401.7311 . Бибкод : 2013PhRvE..88a2301B . дои : 10.1103/PhysRevE.88.012301 . ПМИД   23944457 . S2CID   36558271 .

Дальнейшие ссылки

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Self-propelled_particles&oldid=1230885883#Marching_locusts"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 417aeacd389150d4a3ca0cd01a642dd1__1719289440
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/41/d1/417aeacd389150d4a3ca0cd01a642dd1.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Self-propelled particles - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)