Il modo in cui la velocità individuale di un uccello è regolata all’interno di uno stormo, ad esempio durante i mormorii, è stato modellato in uno studio pubblicato su Nature Communications. Il modello potrebbe migliorare la nostra comprensione delle dinamiche collettive nei sistemi biologici e potrebbe avere implicazioni per lo sviluppo di dispositivi robotici brulicanti.
I dati empirici mostrano che i cambiamenti di velocità dei singoli uccelli all’interno di grandi stormi si influenzano a vicenda su grandi distanze e portano a manifestazioni collettive come mormorii. Tuttavia, il modo in cui gli uccelli regolano la loro velocità all’interno di un gruppo non è ben compreso. Precedenti studi sulla dinamica collettiva degli uccelli hanno suggerito modelli lineari per descrivere il controllo interno della velocità, ma questi non spiegano simultaneamente come gli uccelli possono influenzarsi a vicenda su lunghe distanze e anche la limitata variabilità della velocità da gruppo a gruppo osservata nei dati biologici.
Antonio Culla e colleghi hanno sviluppato un modello matematico con controllo della velocità marginale che tiene conto delle differenze nella velocità dei singoli uccelli e nelle dimensioni degli stormi e riproduce i tratti sperimentali di stormi compresi tra 10 e 3.000 in gruppi di dimensioni. Gli autori hanno analizzato le singole traiettorie di storni estratti da video di stormi naturali e hanno confrontato le dinamiche osservate con simulazioni numeriche di uno stormo artificiale. Il modello è stato quindi in grado di riprodurre correlazioni su larga scala con variabilità di velocità limitata da gregge a gregge, che corrispondevano ai dati sperimentali osservati.
Gli autori sostengono che il loro modello potrebbe aiutare la nostra comprensione delle dinamiche collettive e dei meccanismi interni di regolazione nei sistemi biologici e potenzialmente espandere le nostre conoscenze oltre gli stormi di uccelli. Suggeriscono che la comprensione di come viene regolata la velocità individuale all’interno di un gruppo potrebbe avere applicazioni pratiche nel campo della robotica per migliorare la correlazione e ridurre le grandi fluttuazioni di velocità negli sciami di unità artificiali.
