uu.seUppsala universitets publikationer
Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Multi-scale Inference of Interaction Rules in Animal Groups Using Bayesian Model Selection
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Matematiska institutionen, Analys och tillämpad matematik.ORCID-id: 0000-0003-0701-1274
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Matematiska institutionen, Analys och tillämpad matematik.
Uppsala universitet, Teknisk-naturvetenskapliga vetenskapsområdet, Matematisk-datavetenskapliga sektionen, Matematiska institutionen, Analys och tillämpad matematik.
Visa övriga samt affilieringar
2013 (Engelska)Ingår i: PloS Computational Biology, ISSN 1553-734X, E-ISSN 1553-7358, Vol. 9, nr 3, artikel-id e1002961Artikel i tidskrift (Refereegranskat) Published
Abstract [en]

Inference of interaction rules of animals moving in groups usually relies on an analysis of large scale system behaviour. Models are tuned through repeated simulation until they match the observed behaviour. More recent work has used the fine scale motions of animals to validate and fit the rules of interaction of animals in groups. Here, we use a Bayesian methodology to compare a variety of models to the collective motion of glass prawns (Paratya australiensis). We show that these exhibit a stereotypical 'phase transition', whereby an increase in density leads to the onset of collective motion in one direction. We fit models to this data, which range from: a mean-field model where all prawns interact globally; to a spatial Markovian model where prawns are self-propelled particles influenced only by the current positions and directions of their neighbours; up to non-Markovian models where prawns have 'memory' of previous interactions, integrating their experiences over time when deciding to change behaviour. We show that the mean-field model fits the large scale behaviour of the system, but does not capture the observed locality of interactions. Traditional self-propelled particle models fail to capture the fine scale dynamics of the system. The most sophisticated model, the non-Markovian model, provides a good match to the data at both the fine scale and in terms of reproducing global dynamics, while maintaining a biologically plausible perceptual range. We conclude that prawns' movements are influenced by not just the current direction of nearby conspecifics, but also those encountered in the recent past. Given the simplicity of prawns as a study system our research suggests that self-propelled particle models of collective motion should, if they are to be realistic at multiple biological scales, include memory of previous interactions and other non-Markovian effects.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
2013. Vol. 9, nr 3, artikel-id e1002961
Nationell ämneskategori
Matematisk analys
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:uu:diva-251372DOI: 10.1371/journal.pcbi.1002961ISI: 000316864200033PubMedID: 23555206OAI: oai:DiVA.org:uu-251372DiVA, id: diva2:805847
Tillgänglig från: 2015-04-16 Skapad: 2015-04-16 Senast uppdaterad: 2017-12-04Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

fulltext(1498 kB)141 nedladdningar
Filinformation
Filnamn FULLTEXT01.pdfFilstorlek 1498 kBChecksumma SHA-512
9ef309bbbdca2efb165e630c1c2275c092d60cb4def5b8c0fefad237e8a53b8c225581f59af6ffeea30f29b476c59d26f689df2d8d74db81d1c65cc452322c2d
Typ fulltextMimetyp application/pdf

Övriga länkar

Förlagets fulltextPubMed

Personposter BETA

Mann, Richard P.Strömbom, DanielSumpter, David J. T.

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Mann, Richard P.Strömbom, DanielSumpter, David J. T.
Av organisationen
Analys och tillämpad matematik
I samma tidskrift
PloS Computational Biology
Matematisk analys

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar
Totalt: 141 nedladdningar
Antalet nedladdningar är summan av nedladdningar för alla fulltexter. Det kan inkludera t.ex tidigare versioner som nu inte längre är tillgängliga.

doi
pubmed
urn-nbn

Altmetricpoäng

doi
pubmed
urn-nbn
Totalt: 453 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf