211service.com
Pierwszy matematyczny model zachowania krów
Wiele stworzeń wykazuje różnego rodzaju zbiorowe zachowania: stado ptaków, ławica ryb, stado bydła, a nawet ludzie od czasu do czasu współpracują.
Ustalenie dynamiki tego rodzaju zachowań to gorący problem, który w ostatnich latach doprowadził do wielu fundamentalnych odkryć. Kto by pomyślał, że kolonie bakterii współpracują ze sobą, gdy rosną, że ławice ryb mogą podejmować wspólne decyzje, a rój owadów może działać pozornie jako jedność? A jednak matematyka opisująca te systemy pokazuje, jak łatwo może się pojawić tego rodzaju zachowanie.
Dzisiaj matematyka synchronizacji zwierząt robi krok naprzód, przedstawiając model opisujący zbiorowe zachowanie krów.
Krowy są dobrze znane ze swojego zbiorowego zachowania: na przykład mają tendencję do kładzenia się lub wstawania. Jie Sun z Clarkson University w stanie Nowy Jork wraz z kolegami twierdzą, że takie zachowanie można modelować, myśląc o krowach jako o prostych oscylatorach: albo stoją, albo leżą i robią to w cyklach. Te oscylatory są również sprzężone: jedną z form sprzężenia może być to, że krowa z większym prawdopodobieństwem położy się, jeśli osoby wokół niej leżą i na odwrót.
Rezultatem jest model matematyczny, w którym zbiorowe zachowanie krów może być badane w sposób abstrakcyjny.
To może okazać się bardziej przydatne, niż się wydaje. Szczęśliwe krowy mają tendencję do kopiowania się nawzajem. A szczęśliwe krowy są również bardziej produktywne dzięki różnym miarom, takim jak ilość produkowanego mleka. Niektórzy badacze zaproponowali nawet, aby synchronizację wykorzystywać jako miarę jakości życia bydła.
Nowy model może pomóc to zrozumieć. Model wskazuje, że synchronia nie zależy w prosty sposób od siły sprzężenia. W rzeczywistości przewiduje, że wzrost sprzężenia może obniżyć poziom synchronizacji.
To zadzwoni do wielu rolników, którzy zimą trzymają bydło w domu. Od dawna zrozumieli, że kiedy bydło jest tak stłoczone, że nie ma wystarczająco dużo miejsca, aby wszystkie mogły się położyć w tym samym czasie, wydajność dramatycznie spada. W rzeczywistości w niektórych częściach świata obowiązują przepisy określające, w jakiej ilości bydło kosmiczne musi się położyć.
Nowy model może pomóc w określeniu poziomu sprzężenia podtrzymującego produkcję.
To oczywiście zależy od charakteru sprzężeń między krowami. Być może krowy po prostu naśladują swoich sąsiadów i tym bardziej się do tego czują, im bliżej siebie są. To jest coś, co można zmierzyć. Naukowcy wykorzystali obrazy Google Earth do zbadania wzorców, jakie tworzą krowy, gdy ustawiają się w kolejce. Te same obrazy mogą pokazać, w jaki sposób sprzęganie zależy od odległości między krowami.
Ale mogą działać inne czynniki. Na przykład miałoby sens, gdyby kilka krów w stadzie zawsze pozostawało na stojąco, aby wypatrywać drapieżników i rzeczywiście takie zachowanie jest czasami obserwowane.
Z drugiej strony krowy są tak wysoko wyhodowane, że nie byłoby niespodzianką, gdyby straciły zdolność ochrony przed naturalnymi drapieżnikami. To temat do ruminacji przez odpowiednio zainteresowanego doktoranta.
Tak czy inaczej, nowa dziedzina dynamiki krów wydaje się gotowa do doju (kaszel).
Nr ref.: arxiv.org/abs/1005.1381 : Matematyczny model dynamiki i synchronizacji krów