MPI-DS 的科学家揭示了一种细菌相互作用从而导致复杂的模式，并引入了一种多功能模型，可以解码从细菌到机器人群等各种实体的集体行为。一个新模型表明，追逐相互作用可以诱导细菌物种组织的动态模式。

由于两种细菌物种之间的追逐相互作用，可以创建结构模式。 在一个新模型中，马克斯·普朗克动力学与自组织研究所 (MPI-DS) 的科学家描述了个体层面的相互作用如何导致物种的自组织，他们的发现提供了对集体行为一般机制的见解。

在最近的一项研究中，MPI-DS 生命物质物理系的科学家开发了一个模型来描述细菌群体中的通讯途径。 细菌通过感知环境中化学物质的浓度并调整其运动来表现出整体的组织模式。

“我们模拟了两种细菌之间的非互惠相互作用，”第一作者 Yu Duan 解释道。 “这意味着物种 A 正在追逐物种 B，而物种 B 的目标是排斥物种 A。” 研究人员发现，仅仅这种追逐和避免的相互作用就足以形成一种结构模式。 生成的模式的类型取决于交互的强度。 这补充了之前的一项研究，其中提出了一个模型，该模型还包括细菌的种内相互作用，以形成一种模式。

根据两个物种 A 和 B 之间的追逐和避免相互作用，不同的自组织模式可以在全球层面上进化。 图片来源：MPI-DS / LMP

在这个新模型中，还包括细菌运动的影响，不需要粘附或对齐来形成包含数百万个体的复杂超级结构。 “虽然细菌种群动态显示出整体秩序，但在个体细菌水平上情况并非如此。 特别是，单个细菌似乎以无序的方式移动，其结构只有在更高的水平上才可见，这非常令人着迷。”MPI-DS 生命物质物理系组长 Benoît Mahault 总结道。

该模型还允许考虑两个以上的物种，增加可能的相互作用和新兴模式的数量。 值得注意的是，它也不限于细菌，还可以应用于各种集体行为。 其中包括光控微型游泳者、群居昆虫、动物群体和机器人群。 因此，这项研究提供了关于在具有许多组件的网络中形成大规模结构的机制的一般见解。