筑波大学的研究人员使用了信息论中的高级指标来描述小鱼种的集体行为。他们发现,与较小的小组相比,即使在很短的时间范围内,三个或三个以上小组的整体动力学也明显不同。这项工作可能有助于阐明复杂性理论中的基本问题,并有助于协作仿生群集机器人的发展。

当今科学中一些最困难的问题也处理着相同的基本问题:复杂的动力学如何从简单的局部相互作用中产生?例如,鱼群和鸟群可以在没有领导者自上而下的控制的情况下几乎完全同步地移动和上交。为了尝试在这个问题上取得进展,集成信息理论(IIT)已被用来提供一个数学框架,用于测量信息如何从个人到整个群体来回传递。
筑波大学的新高隆幸教授组成的小组研究了阿育的游泳,阿育是与熔炼有关的小鱼。随机选择Ayu,将其放在2、3、4或5条鱼的鱼缸中。
Niizato教授解释说:“跟踪了每条鱼的轨迹,计算机在每个时间步长为每条鱼计算了三个二进制参数。这些参数如下:如果目标鱼靠近另一条鱼,或者正在转弯,我们发现,在40毫秒至1秒钟的时间内,三只鱼的分组与一对的行为截然不同。”
在这项研究中,“集成信息”量化了系统中因果关系可以通过其组成部分来解释的程度。而“综合概念信息”被用作鱼群集体行动的一种表达,大致上个体成员的行为在多大程度上取决于团体的行为。
“ IIT的目的是试图将范式从'系统做什么'转变为'系统什么”。前者试图根据可观察到的行为来分析该系统,而后者则试图确定其内在的因果结构。” Niizato教授说。
这项工作可能有助于介入一些真正困难的问题,即围绕组动力学的问题,当简单的组件合并成一个复杂的组时,这些问题自然就会出现。这也可能有助于开发“群居”的机器人,例如鱼群或蚁群,利用这一原理来实现复杂的目标。