Modélisation de la régulation de la vitesse individuelle d’un oiseau au sein d’un troupeau, comme lors des murmures

Une équipe de chercheurs de l’Istituto Sistemi Complessi, du Consiglio Nazionale delle Ricerche, de l’UOS Sapienza et d’un collègue de l’IMT Institute for Advanced Studies a créé un modèle qui montre comment les oiseaux qui se rassemblent régulent leur vitesse. Dans leur article publié dans la revue Communication Nature, le groupe décrit son modèle mathématique et ses performances par rapport à la vidéo d’oiseaux réels.

Des études antérieures sur le comportement de vol des oiseaux, en particulier pendant les murmures, ont conduit à des découvertes concernant le maintien de l’intégrité du troupeau, même lors de changements rapides de direction. Les études visant à mieux comprendre le comportement individuel des oiseaux se sont basées sur des modèles linéaires décrivant comment chacun des oiseaux d’un troupeau gère sa vitesse de vol. Mais ces modèles ne peuvent pas expliquer comment les oiseaux volants d’un troupeau peuvent s’influencer les uns les autres sur de longues distances ou tenir compte de la variabilité de la vitesse au sein des groupes à l’intérieur d’un troupeau.

Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont utilisé une approche de théorie statistique des champs qui ignore les petits écarts de vitesse et supprime ceux qui sont importants, résultant en un modèle qui pourrait prendre en compte ces variables. Les chercheurs ont également pris en compte la taille des oiseaux individuels et des troupeaux de différentes tailles, allant de 10 à 3 000 membres. Ils ont effectué des simulations à l’aide de leur modèle pour représenter l’action de volées d’oiseaux en vol, et même lors de murmures.

Les chercheurs ont ensuite analysé les trajectoires d’oiseaux individuels dans de vrais troupeaux d’étourneaux enregistrés sur vidéo et les ont comparées aux actions entreprises par les oiseaux dans leur simulation et les ont trouvées similaires. Ils ont démontré que le modèle était capable de reproduire à grande échelle des corrélations entre les oiseaux représentés dans leur modèle et ceux du monde réel. Ils reconnaissent cependant que le confinement de la vitesse n’est peut-être pas le seul facteur impliqué dans le maintien de l’intégrité du troupeau.

Le groupe suggère que leur modèle ajoute une compréhension plus profonde de la dynamique de groupe en général et pourrait s’avérer utile aux roboticiens qui tentent d’obtenir des drones pour effectuer des actions telles que celles observées dans les murmures.

© 2022 Réseau Science X