Videos and data
Goal: model
Main lines of the model
- 2 groups
heading to the food
heading to the nest
- agents \(i\) with position \(X_i \in \mathbb{R}^2\) and velocity \(V_i \in \mathbb{R}^2\)
- Model of evolution :
- Visual field \(\mathcal{V}_i\)
Visual field \(\mathcal{V}_i\)
orientation
Forces
1. Self-propulsion
\(\nu > 0\) strength of the force
\(\xi > 0\) target velocity magnitude
3. Interaction
2. Drive
drives to the right if \(g_i = 1\)
drives to the left if \(g_i = -1\)
controls the velocity magnitude
drives towards the objective
deals with the other agents
Forces
1. Self-propulsion
\(\nu > 0\) strength of the force
\(\xi > 0\) target velocity magnitude
controls the velocity magnitude
drives towards the objective
deals with the other agents
Force self-propulsion
The parameters \(\nu\) and \(\xi\) chosen according to the situation:
depends on the visual field \(\mathcal{V}_i\)
1. No obstacles
2. Head-on contact with another agent
3. Generic contact with another agent
cruising
braking
sliding
or
Forces
1. Self-propulsion
\(\nu > 0\) strength of the force
\(\xi > 0\) target velocity magnitude
3. Interaction
2. Drive
drives to the right if \(g_i = 1\)
drives to the left if \(g_i = -1\)
controls the velocity magnitude
drives towards the objective
deals with the other agents
Force \(F_{\text{interact}}\)
Depends on the visual field \(\mathcal{V}_i\)
\(\mathrm{I}\). Same group
attraction
repulsion
\(\mathrm{II}\). Other group
attraction
steer (avoid)
1/2
nothing
Force \(F_{\text{interact}}\)
Depends on the visual field \(\mathcal{V}_i\)
\(\mathrm{I}\). Same group
attraction if
\(|X_j - X_i|> d_{\text{ref}}\)
repulsion if
\(|X_j - X_i|< d_{\text{ref}}\)
\(\mathrm{II}\). Other group
attraction
steer (avoid)
2/2
If \(\Theta_j \cdot \sigma^{\perp}_+ \leq 0 \) :
Then
\(\sigma^\perp_+\) chosen such that
\(\Theta_i \cdot \sigma^{\perp}_+ \geq 0\)
If \(\Theta_j \cdot \sigma^{\perp}_+ \geq 0 \) :
If \(|\Theta_i \cdot \sigma| \geq |\Theta_j \cdot \sigma|\) then
Else
Steering force \(F_{\text{steer}}\)
Videos
Quantitative properties: velocity magnitudes
Comparison with data




Experimental data:
Simulation:
Sim 2 : smaller \(\nu_{\text{cruise}}\)
Reference simulation
Sim 3 : smaller \(\nu_{\text{cruise}}\) and bigger steering force
Quantitative properties
Two-phase flow?
Simulated flow


Experimental flow
(Experimental investigation of ant traffic
under crowded conditions)
* En fait la fourmi aime le bord. Suivi de bord "thygmotactisme"
https://fr.wikipedia.org/wiki/Thigmotactisme
Seul à 5, 10 mm, on ne voyait pas trop le bord. A 20 mm, on n'a jamais réussi à avoir un flux suffisant pour occuper tout le pont.
* Elle aime bien l'idée d'une vitesse de croisière. Peu de variabilité individuelle.
* Champ visuel plus large (un peu plus de 180°). (différent du cône de la phéromone qui est plutôt de 60°)
Les fourmis "oscillent" --> osmothropotaxie
* Faible flux: interaction douce, attraction (elles vont l'une vers l'autre, les deux modifient leurs trajectoires) [attraction plutôt 2 fourmis]
Fort traffic: interaction non choisie, contact, arrêt brusque (il y en a une qui finit par se pousser)
Finteract: répulsion que quand elles sont vraiment proches, attraction à une longueur de 2 fourmis
--> La force d'interaction entre fourmis du même groupe est à revoir...
* Analyse spatiale du flux
That would bring some novelty on this data set
"Ces flux bidirectionnels qui se rencontrent, c'est assez rare: fourmis et piétons"
Quel est le modèle minimal qui donne le même résultat
Dirk Helbing Mehdi Moussaid
http://www.mehdimoussaid.com/laRecherche0311.pdf
https://www.complexity-explorables.org/explorables/the-walking-head/
Fouloscopie
Notes réu Tony
1 - Gestion des murs
Les murs seraient plutôt attractifs que répulsifs, avec une no-flux BC (projection de l'orientation). cf thigmotactisme
2 - Champ visuel
- le cône est bien adapté aux mouvements de détection avec antennes (osmotropotaxie)
- le champ visuel est très large mais très court et très flou
d_ref,same ~ 2 longueurs de fourmi
d_ref,other ~ 3 longueurs de fourmi
3 - Types de contacts
Choisis (attraction puis freinage smooth) ou non choisis (freinage brusque). À voir si on l’inclut dans le modèle.
4 - Analyse du modèle et utilité
Biologistes intéressés par l’analyse spatiale du flux / à voir si l’on peut trouver une sorte de loi sur les données, et comparer avec les simulations.
—> comprendre l’organisation spatiale.
Notes réu Thomas
Model
constant
cruising
constant
drive
not constant
braking
not constant
attraction and steering
constant
noise
Expression of \(\nu_b\)
Cruising and braking
2 (+2) parameters
Observed use of each term
Cruising and braking
slows down the flow, enhance coolision
fluidifies the traffic, less "bouchons"
Expression of \(A\) and \(B\)
Attraction and steering
4 (x2) parameters
- the more aligned, the stronger the steer
- the more perpendicular, the stronger the attraction
- linear decrease of the strength of the steer
- linear decrease of the strength of the attraction
Observed use of each term
drive
blend lines
make more lines /
more collisions
less lines head-to-back
less lines head-to-back
faster to get out
reunion fourmis
By Thomas Borsoni
reunion fourmis
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