Prediction and classification in equation-free collective motion dynamics

计算机科学 集体行为 非线性系统 统计物理学 连贯性(哲学赌博策略) 集体运动 植绒(纹理) 人工智能 复杂系统 数学 物理 统计 量子力学 社会学 人类学
作者
Keisuke Fujii,Takeshi Kawasaki,Yuki Inaba,Yoshinobu Kawahara
出处
期刊:PLOS Computational Biology [Public Library of Science]
卷期号:14 (11): e1006545-e1006545 被引量:17
标识
DOI:10.1371/journal.pcbi.1006545
摘要

Modeling the complex collective behavior is a challenging issue in several material and life sciences. The collective motion has been usually modeled by simple interaction rules and explained by global statistics. However, it remains difficult to bridge the gap between the dynamic properties of the complex interaction and the emerging group-level functions. Here we introduce decomposition methods to directly extract and classify the latent global dynamics of nonlinear dynamical systems in an equation-free manner, even including complex interaction in few data dimensions. We first verified that the basic decomposition method can extract and discriminate the dynamics of a well-known rule-based fish-schooling (or bird-flocking) model. The method extracted different temporal frequency modes with spatial interaction coherence among three distinct emergent motions, whereas these wave properties in multiple spatiotemporal scales showed similar dispersion relations. Second, we extended the basic method to map high-dimensional feature space for application to actual small-dimensional systems complexly changing the interaction rules. Using group sports human data, we classified the dynamics and predicted the group objective achievement. Our methods have a potential for classifying collective motions in various domains which obey in non-trivial dominance law known as active matters.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zimu8473完成签到,获得积分10
2秒前
Fx完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
深情安青应助岁月轮回采纳,获得10
5秒前
风中高山完成签到,获得积分10
6秒前
鱼前完成签到,获得积分10
8秒前
lyj334发布了新的文献求助10
9秒前
我刚上小学完成签到,获得积分10
14秒前
sfsfes完成签到 ,获得积分10
16秒前
20秒前
22秒前
Devin完成签到 ,获得积分10
23秒前
24秒前
阿泽发布了新的文献求助10
27秒前
波里舞完成签到 ,获得积分10
28秒前
oboy应助淡定的半鬼采纳,获得10
28秒前
岁月轮回发布了新的文献求助10
29秒前
29秒前
rio完成签到 ,获得积分10
30秒前
35秒前
36秒前
36秒前
38秒前
39秒前
宋老师发布了新的文献求助50
40秒前
40秒前
小铁匠发布了新的文献求助10
41秒前
41秒前
jun完成签到 ,获得积分10
42秒前
42秒前
林先生完成签到,获得积分10
43秒前
chkskw发布了新的文献求助10
43秒前
CodeCraft应助要减肥的尔安采纳,获得10
44秒前
45秒前
47秒前
潘潘发布了新的文献求助10
48秒前
50秒前
Azyyyy发布了新的文献求助10
51秒前
52秒前
yuani111完成签到,获得积分10
53秒前
高分求助中
【此为提示信息,请勿应助】请按要求发布求助,避免被关 20000
Encyclopedia of Geology (2nd Edition) 2000
Maneuvering of a Damaged Navy Combatant 650
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
Mixing the elements of mass customisation 300
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
Nucleophilic substitution in azasydnone-modified dinitroanisoles 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3779966
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3325374
关于积分的说明 10222718
捐赠科研通 3040551
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1668879
邀请新用户注册赠送积分活动 798857
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 758612