ドレスデンの物理学者が集団行動の新理論を開発

ドレスデンの物理学チームが、鳥の群れや細胞などの集団システム内における非相反的相互作用を記述する新しい理論を開発した [1, 2]。

この進展により、個体間の影響が相互ではない場合に、グループがどのように移動し相互作用するかについて、より正確で効率的なシミュレーションが可能になる。ニュートン物理学に基づく従来のモデルでは、こうした特定のダイナミクスを扱うことが困難な場合が多く、複雑な生物学的および社会的動きを理解する上で、今回の新しい枠組みが不可欠となる。

研究を率いたのは、ヴュルツブルク・ドレスデン・エクセレンス・クラスターの創設メンバーであるRoderich Moessner氏だ [1, 2]。チームは、ある個体が別の個体に反応しても、相手が同様に反応しない「非相反的」な相互作用を持つシステムに焦点を当てた。この現象は、鳥が群れの中で位置を維持する方法から細菌の動きに至るまで、自然界で一般的に見られる [1, 2]。

標準的な相反モデルを超えることで、ドレスデンのチームは、人間の群衆の流れや細胞構造の組織化など、多様な集団行動をより適切にシミュレーションできるようになった [1, 2]。この理論は、シミュレーションの計算要件を簡素化する数学的基盤を提供し、大規模システムのモデル化に必要な時間と電力を削減できる可能性がある。

本研究はドイツのヴュルツブルク・ドレスデン・エクセレンス・クラスターによるものである [1, 2]。チームは、この理論が複数の学問分野に適用され、理論物理学と観察生物学の間の溝を埋めることになると述べている。