群體約束情境下隨機(jī)搜索行為建模與分析.pdf

1、動物的覓食行為往往呈現(xiàn)隨機(jī)搜索的特征，例如隨機(jī)游走、布朗運動、Lévy Walks等。然而，許多群居動物的覓食行為不僅具有隨機(jī)搜索特征，而且具有群體的一致性和凝聚性特征。以往對動物覓食行為的研究只關(guān)注隨機(jī)搜索特征，忽視了群體的一致性和凝聚性特征。因此，為了更好地理解群居動物覓食行為，我們嘗試對具有群體一致性與凝聚性約束特征的動物隨機(jī)搜索行為進(jìn)行仿真建模與分析，并將該模型運用于移動目標(biāo)的搜捕問題。
　　本文對動物群體在覓食過程中所呈

2、現(xiàn)的復(fù)雜搜索行為進(jìn)行建模，提出了具有群體約束的環(huán)境驅(qū)動社會力模型。根據(jù)動物群體的行為是由環(huán)境和個體間相互作用共同引起的這一觀點，我們將這兩種影響因素量化為社會力，并通過受力分析的方法確定兩種因素對個體行為決策的影響程度。仿真結(jié)果顯示環(huán)境驅(qū)動社會力模型能夠呈現(xiàn)了個體的Lévy Walks特征，同時保持著群體的凝聚性和一致性。此外，我們還分析了個體屬性與社會力中的相關(guān)參數(shù)（例如社會力量級）對搜索行為和搜索結(jié)果的影響。實驗結(jié)果表明個體屬性中感

3、知域的劃分是影響群體約束下隨機(jī)搜索機(jī)制的搜索效率以及群體特性的關(guān)鍵因素。
　　此外，本文將上述提出的具有群體約束特性的社會力模型與隨機(jī)搜索策略相結(jié)合，提出了群體約束下基于Lévy策略的間歇性搜索機(jī)制，應(yīng)用于移動速率大于搜索者的目標(biāo)的搜捕。該機(jī)制中，個體間相互作用力約束執(zhí)行間歇性搜索策略的搜索者的行為，使得整個搜索過程中群體保持一個整體。實驗結(jié)果表明該機(jī)制比無群體約束的隨機(jī)搜索機(jī)制更能勝任大空間、小群體情況下的搜捕任務(wù)，且在對敏銳度