《Chaos–order transition in foraging behavior of ants》（《蚂蚁觅食行为的混沌-有序转换》）这篇以群体动物蚂蚁为研究对象的论文，由北邮李丽香教授于2014年5月发表在美国科学院院刊PNAS（它与Nature、Science、CELL公认为世界四大名刊）。国内外200余家知名媒体刊出了长篇报道，国外如：美国《时代周刊》、《每日科学》、《基督教科学箴言报》，英国《每日邮报》等。美国著名媒体AOL和NEWSY也进行了视频播报。国内如：《科技日报》、《人民网》、《新华网》等。

原文摘要如下： 

The study of the foraging behavior of group animals (especially ants) is of practical ecological importance, but it also contributes to the development of widely applicable optimization problem-solving techniques. Biologists have discovered that single ants exhibit low-dimensional deterministic-chaotic activities. However, the influences of the nest, ants’ physical abilities, and ants’ knowledge (or experience) on foraging behavior have received relatively little attention in studies of the collective behavior of ants. This paper provides new insights into basic mechanisms of effective foraging for social insects or group animals that have a home. We propose that the whole foraging process of ants is controlled by three successive strategies: hunting, homing, and path building. A mathematical model is developed to study this complex scheme. We show that the transition from chaotic to periodic regimes observed in our model results from an optimization scheme for group animals with a home. According to our investigation, the behavior of such insects is not represented by random but rather deterministic walks (as generated by deterministic dynamical systems, e.g., by maps) in a random environment: the animals use their intelligence and experience to guide them. The more knowledge an ant has, the higher its foraging efficiency is. When young insects join the collective to forage with old and middle-aged ants, it benefits the whole colony in the long run. The resulting strategy can even be optimal.

by 匿名 @ 2019-07-13 12:20:37

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