Informa(on transfer in moving animal groups: the case of - - PowerPoint PPT Presentation

informa on transfer in moving animal groups
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Informa(on transfer in moving animal groups: the case of turning flocks of starlings Asja Jeli Ins9tute for Complex Systems, CNR-ISC and


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SLIDE 1

Informa(on ¡transfer ¡in ¡moving ¡animal ¡groups: ¡ ¡

the ¡case ¡of ¡turning ¡flocks ¡of ¡starlings ¡

Asja ¡Jelić ¡ Cargèse, ¡30 ¡August ¡2014 ¡

Ins9tute ¡for ¡Complex ¡Systems, ¡CNR-­‑ISC ¡ ¡and ¡ Department ¡of ¡Physics, ¡University ¡of ¡Rome ¡1 ¡ La ¡Sapienza, ¡Italy ¡

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SLIDE 2
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SLIDE 3

H = −J  v

i(t) <ij>

⋅  v j(t) d v

i

dt = −∂H ∂ v

i

+  ξ

i

 v

i(t +1) = 

v

i(t) + J

 v

k(t) +

 ξ

i k∈i

Typical flocking model: Langevin equation:

Heisenberg ferromagnet

Flocks ¡of ¡starlings ¡ ¡vs ¡ ¡Physics ¡

e.g.Vicsek ¡et ¡al. ¡ 1995 ¡

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SLIDE 4

H = −J  v

i(t) <ij>

⋅  v j(t) d v

i

dt = −∂H ∂ v

i

+  ξ

i

² Topological ¡interac9on ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡BALLERINI ¡ET ¡AL., ¡PNAS ¡105 ¡1232 ¡(2008) ¡ ² Scale-­‑free ¡velocity ¡correla9ons ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡CAVAGNA ¡ET ¡AL., ¡PNAS ¡107 ¡11865 ¡(2010) ¡ ² Maximum ¡entropy ¡model ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡BIALEK ¡ET ¡AL., ¡PNAS ¡109 ¡4786 ¡(2012) ¡

 v

i(t +1) = 

v

i(t) + J

 v

k(t) +

 ξ

i k∈i

Typical flocking model: Langevin equation:

Heisenberg ferromagnet O ¡ ¡STATIC ¡PROPERTIES: ¡ ¡

EMPIRICAL RESULTS

Flocks ¡of ¡starlings ¡ ¡vs ¡ ¡Physics ¡

e.g.Vicsek ¡et ¡al. ¡ 1995 ¡

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SLIDE 5

H = −J  v

i(t) <ij>

⋅  v j(t) d v

i

dt = −∂H ∂ v

i

+  ξ

i

 v

i(t +1) = 

v

i(t) + J

 v

k(t) +

 ξ

i k∈i

Typical flocking model: Langevin equation:

Heisenberg ferromagnet O DYNAMICS ¡? ¡

Synchronized ¡and ¡rapid ¡change ¡of ¡direc9on ¡of ¡the ¡whole ¡group ¡ ¡– ¡collec9ve ¡decision ¡making ¡?

EMPIRICAL RESULTS

Flocks ¡of ¡starlings ¡ ¡vs ¡ ¡Physics ¡

O ¡ ¡STATIC ¡PROPERTIES: ¡ ¡

² Topological ¡interac9on ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡BALLERINI ¡ET ¡AL., ¡PNAS ¡105 ¡1232 ¡(2008) ¡ ² Scale-­‑free ¡velocity ¡correla9ons ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡CAVAGNA ¡ET ¡AL., ¡PNAS ¡107 ¡11865 ¡(2010) ¡ ² Maximum ¡entropy ¡model ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡BIALEK ¡ET ¡AL., ¡PNAS ¡109 ¡4786 ¡(2012) ¡

e.g.Vicsek ¡et ¡al. ¡ 1995 ¡

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SLIDE 6
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SLIDE 7

Ques9ons ¡about ¡collec9ve ¡turns ¡

  • Is ¡the ¡turn ¡instantaneous ¡for ¡all ¡birds ¡in ¡the ¡flock? ¡

¡

  • Where ¡does ¡the ¡the ¡turning ¡decision ¡start? ¡ ¡ ¡

¡

  • How ¡does ¡the ¡informa9on ¡spread ¡across ¡the ¡flock? ¡

² spa9ally ¡localized ¡or ¡extended ¡origin? ¡ ² what ¡kind ¡of ¡propaga9on ¡(dispersion) ¡law? ¡ ² who ¡starts ¡the ¡turn ¡first, ¡who ¡second…? ¡

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SLIDE 8

Experiments ¡in ¡Rome ¡

  • ¡ ¡Turning ¡flocks ¡of ¡starlings ¡above ¡a ¡roos9ng ¡place ¡in ¡Rome ¡

¡

  • ¡ ¡3D ¡trajectories ¡of ¡individual ¡birds ¡for ¡the ¡en9re ¡dura9on ¡of ¡a ¡turning ¡ ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡event ¡(>5s) ¡

ROME Termini railway station

roosting trees

GOAL: ¡

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SLIDE 9

trifocal ¡ system ¡

  • ¡IDT-­‑Red ¡Lake ¡M5 ¡
  • ¡4 ¡Megapixel ¡
  • ¡monochroma9c ¡ ¡
  • ¡170 ¡fps ¡
  • ¡Schneider ¡lenses ¡

25m

Experimental ¡setup ¡

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SLIDE 10

Tracking ¡

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SLIDE 11

Tracking ¡problems ¡-­‑ ¡blobs ¡

right camera left camera

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SLIDE 12

And ¡finally… ¡ ¡ ¡ ¡individual ¡3D ¡trajectories ¡

flock_20110208_ACQ3_N176

ATTANASI ¡ET ¡AL. ¡ ¡ ¡ARXIV:1305.1495 ¡

  • ¡ ¡12 ¡turning ¡flocks ¡of ¡ ¡50 ¡to ¡600 ¡starlings ¡above ¡a ¡roos9ng ¡place ¡in ¡Rome ¡ ¡
  • ¡ ¡3D ¡trajectories ¡of ¡individual ¡birds ¡for ¡the ¡en9re ¡dura9on ¡of ¡a ¡turning ¡event ¡(>5s) ¡
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SLIDE 13

Mutual ¡9me ¡delays ¡

find ¡the ¡delay ¡τij ¡that ¡maximizes ¡the ¡overlap ¡between ¡the ¡two ¡accelera9ons ¡ bird ¡i ¡turns ¡before ¡bird ¡j ¡

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SLIDE 14

Birds ¡ranking ¡

rank ¡ turning ¡9me ¡delay ¡ 1 ¡ 0 ¡ms ¡– ¡first ¡bird ¡to ¡turn ¡ 2 ¡ 35 ¡ms ¡ 3 ¡ 44 ¡ms ¡ 4 ¡ 50 ¡ms ¡ 5 ¡ 52 ¡ms ¡ 6 ¡ 54 ¡ms ¡ 7 ¡ 63 ¡ms ¡ 8 ¡ 64 ¡ms ¡ 9 ¡ 68 ¡ms ¡ ... ¡ ... ¡ Rank ¡birds ¡according ¡to ¡their ¡ mutual ¡delays ¡τij ¡

flock_20110208_ACQ3_N176

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SLIDE 15

Ranking ¡curve ¡

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SLIDE 16

Ranking ¡curve ¡

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SLIDE 17

Where ¡the ¡turn ¡starts? ¡

`nucleus’ ¡= ¡first ¡5 ¡birds ¡in ¡the ¡rank ¡

rank ¡ ¡delay ¡ 1 ¡ 0 ¡ms ¡ 2 ¡ 35ms ¡ ¡ 3 ¡ 44 ¡ms ¡ ¡ 4 ¡ 50 ¡ms ¡ ¡ 5 ¡ 52 ¡ms ¡ ¡ 6 ¡ 54 ¡ms ¡ ¡ 7 ¡ 63 ¡ms ¡ ¡ 8 ¡ 64 ¡ms ¡ ¡ 9 ¡ 68 ¡ms ¡ ¡ 10 ¡ 70 ¡ms ¡ 11 ¡ 71 ¡ms ¡ ... ¡ ... ¡

first birds flock

L ¡ d ¡

size of the nucleus d size of the flock L

  • ¡ ¡ ¡the ¡turn ¡starts ¡on ¡the ¡side, ¡not ¡at ¡the ¡front ¡
  • ¡ ¡ ¡spa9al ¡size ¡of ¡the ¡nucleus ¡d ¡does ¡not ¡scale ¡with ¡L ¡
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SLIDE 18

flock_20110208_ACQ3_N176

the ¡turn ¡starts ¡localized ¡and ¡then ¡it ¡ propagates ¡across ¡the ¡flock ¡

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SLIDE 19

rank ¡ ¡ ¡ ¡= ¡ ¡ ¡(density ¡ρ ¡) ¡x ¡(distance ¡traveled ¡by ¡the ¡turn ¡x) ¡3 ¡ x(t) = rank(t) ρ ! " # $ % &

1/3

if ¡the ¡turn ¡starts ¡localized ¡then: ¡ rank: ¡1 ¡ rank: ¡2-­‑8 ¡ rank: ¡9-­‑38 ¡

x

Ranking ¡and ¡propaga9on ¡in ¡space ¡

rank ¡ ¡delay ¡ 1 ¡ 0 ¡ms ¡ 2 ¡ 35ms ¡ ¡ 3 ¡ 44 ¡ms ¡ ¡ 4 ¡ 50 ¡ms ¡ ¡ 5 ¡ 52 ¡ms ¡ ¡ 6 ¡ 54 ¡ms ¡ ¡ 7 ¡ 63 ¡ms ¡ ¡ 8 ¡ 64 ¡ms ¡ ¡ 9 ¡ 68 ¡ms ¡ ¡ 10 ¡ 70 ¡ms ¡ 11 ¡ 71 ¡ms ¡ ... ¡ ... ¡

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SLIDE 20

t x

cs

finite ¡size ¡– ¡boundary ¡effects ¡

speed ¡of ¡propaga9on ¡of ¡the ¡ turn ¡across ¡the ¡flock ¡

Linear ¡propaga9on ¡(dispersion ¡law) ¡of ¡the ¡turn ¡

x = cs t

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SLIDE 21

Very ¡weak ¡arenua9on ¡– ¡no ¡damping ¡

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SLIDE 22

Flock-­‑to-­‑flock ¡variability ¡of ¡cs

What ¡does ¡cs ¡depend ¡on? ¡

x = cs t

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SLIDE 23

Flock-­‑to-­‑flock ¡variability ¡of ¡cs

What ¡does ¡cs ¡depend ¡on? ¡

x = cs t

Density ¡? ¡ nearest ¡neighbours ¡distance ¡ cs ¡

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SLIDE 24
  • ¡Linear ¡(sound-­‑like) ¡propaga9on ¡of ¡the ¡turn ¡
  • ¡ ¡Very ¡weak ¡arenua9on ¡of ¡the ¡turning ¡signal ¡– ¡no ¡damping ¡
  • ¡ ¡Variability ¡of ¡the ¡speed ¡of ¡propaga9on ¡cS ¡ ¡ ¡ ¡(20-­‑40 ¡ms-­‑1) ¡

These ¡are ¡orienta:on ¡waves, ¡not ¡density ¡waves ¡

Experimental ¡results ¡to ¡be ¡explained ¡

Not ¡explained ¡by ¡the ¡difference ¡in ¡density ¡of ¡the ¡flocks, ¡i.e. ¡ not ¡a ¡standard ¡sound ¡wave ¡ Typical ¡velocity ¡of ¡a ¡bird/flock ¡is ¡ ¡10 ¡ms-­‑1 ¡

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SLIDE 25
  • ¡Linear ¡(sound-­‑like) ¡propaga9on ¡of ¡the ¡turn ¡
  • ¡ ¡Very ¡weak ¡arenua9on ¡of ¡the ¡turning ¡signal ¡– ¡no ¡damping ¡
  • ¡ ¡Variability ¡of ¡the ¡speed ¡of ¡propaga9on ¡cS ¡ ¡ ¡ ¡(20-­‑40 ¡ms-­‑1) ¡

These ¡are ¡orienta:on ¡waves, ¡not ¡density ¡waves ¡

Do ¡current ¡theories ¡of ¡collec9ve ¡mo9on ¡account ¡for ¡such ¡an ¡ efficient ¡transport ¡of ¡informa9on ¡? ¡

Not ¡explained ¡by ¡the ¡difference ¡in ¡density ¡of ¡the ¡flocks, ¡i.e. ¡ not ¡a ¡standard ¡sound ¡wave ¡ Typical ¡velocity ¡of ¡a ¡bird/flock ¡is ¡ ¡10 ¡ms-­‑1 ¡

Experimental ¡results ¡to ¡be ¡explained ¡

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SLIDE 26

Standard ¡theory ¡of ¡flocking ¡

 v

i(t +1) = 

v

i(t) + J

 v

k(t) +

 ξ

i k∈i

typical ¡flocking ¡model ¡

ϕi

 v

i

 V

flock ¡velocity ¡ z y x

ω = ik 2 x ~ t

  • ¡diffusive ¡propaga9on ¡
  • ¡damping ¡
  • ¡ ¡High ¡polariza9on ¡(low ¡T) ¡– ¡spin ¡wave ¡expansion: ¡

H = −J  v

i(t) <ij>

⋅  v j(t) d v

i

dt = −∂H ∂ v

i

+  ξ

i

vi

x + ivi y = veiϕ i

  • ¡ ¡Planar ¡order ¡parameter: ¡ ¡ ¡

H = 1 2 J (ϕi −ϕ j)2 = 1 2a J d3x  ∇ ϕ(x,t)

[ ]

2 < ij >

∂ϕ ∂t = −δH δϕ = a2J ∇2ϕ ϕ ~ 0

= lattice spacing

a

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SLIDE 27

What ¡is ¡wrong? ¡

¡ ¡Paradox! ¡

To ¡change ¡direc9on, ¡the ¡bird ¡has ¡some ¡ constraints: ¡mass, ¡size, ¡wings, ¡etc. ¡

  • ¡ ¡ ¡Standard ¡theory: ¡ ¡
  • ¡ ¡ ¡Real ¡bird: ¡

Bird ¡can ¡turn ¡instantaneously ¡! ¡ 9me ¡t ¡ 9me ¡t+dt ¡

ϑi

R

9me ¡t ¡

1) ¡ ¡ ¡Missing ¡conserva9on ¡law ¡ 2) ¡ ¡ ¡No ¡iner9a ¡

¡ ¡ ¡Rota9onal ¡symmetry ¡of ¡the ¡Hamiltonian ¡ Conserva9on ¡law ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡which ¡affects ¡the ¡dynamics ¡! ¡

vi = veiϕi

ϕi →ϕi + dϕ

∂ϕ ∂t = a2J ∇2ϕ

∂sz ∂t +  ∇⋅  jz = 0

(all ¡flight ¡direc9ons ¡are ¡equivalent) ¡

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SLIDE 28

New ¡ ¡(superfluid) ¡ ¡theory ¡of ¡flocking ¡

H = d3x a3 1 2 ρS  ∇ϕ(x,t) " # $ %

2 + sz 2(x,t)

2χ & ' ( ) * +

: rescaled alignment coupling

ρS ≡ a2J

sz(x,t)

χ

= ¡ ¡momentum ¡conjugated ¡to ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡, ¡i.e. ¡generator ¡of ¡the ¡rota9ons ¡around ¡z-­‑axis ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

ϕ(x,t)

= ¡ ¡generalized ¡moment ¡of ¡iner9a ¡  v,sz

{ }= ∂

v ∂ϕ = i v  v = vx +ivy = veiϕ i j j i

parallel ¡paths ¡trajectories ¡ equal ¡radius ¡trajectories ¡ si vi vj sj

v ≈ const. R ≈ const. R ¡ R ¡

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SLIDE 29

New ¡ ¡(superfluid) ¡ ¡theory ¡of ¡flocking ¡

H = d3x a3 1 2 ρS  ∇ϕ(x,t) " # $ %

2 + sz 2(x,t)

2χ & ' ( ) * +

: rescaled alignment coupling

ρS ≡ a2J

sz(x,t)

χ

= ¡ ¡momentum ¡conjugated ¡to ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡, ¡i.e. ¡generator ¡of ¡the ¡rota9ons ¡around ¡z-­‑axis ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

ϕ(x,t)

= ¡ ¡generalized ¡moment ¡of ¡iner9a ¡ ∂ϕ ∂t = δH δsz = 1 χ sz ∂sz ∂t = −δH δϕ = ρs ∇2ϕ

Equa9ons ¡of ¡mo9on: ¡

 v,sz

{ }= ∂

v ∂ϕ = i v  v = vx +ivy = veiϕ

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SLIDE 30

New ¡ ¡(superfluid) ¡ ¡theory ¡of ¡flocking ¡

H = d3x a3 1 2 ρS  ∇ϕ(x,t) " # $ %

2 + sz 2(x,t)

2χ & ' ( ) * +

: rescaled alignment coupling

ρS ≡ a2J

sz(x,t)

χ

= ¡ ¡momentum ¡conjugated ¡to ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡, ¡i.e. ¡generator ¡of ¡the ¡rota9ons ¡around ¡z-­‑axis ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

ϕ(x,t)

= ¡ ¡generalized ¡moment ¡of ¡iner9a ¡ ∂ϕ ∂t = δH δsz = 1 χ sz ∂sz ∂t = −δH δϕ = ρs ∇2ϕ

Equa9ons ¡of ¡mo9on: ¡ ∂sz ∂t +  ∇⋅  jz = 0

 jz = −ρs  ∇ϕ

with: ¡ current ¡of ¡direc9onal ¡ informa9on ¡

Conserva9on ¡law: ¡

∂ 2ϕ ∂t 2 − ρs χ ∇2ϕ = 0

equa9on ¡for ¡the ¡orienta9on ¡ angle ¡change ¡during ¡the ¡turn ¡

 v,sz

{ }= ∂

v ∂ϕ = i v  v = vx +ivy = veiϕ

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SLIDE 31

Predic9ons ¡of ¡the ¡superfluid ¡theory ¡

J ∝ 1 1−Φ Φ = 1 N  v

i

 v

i i

cs ∝ 1 1−Φ ω = csk

x = cs t

  • ¡linear ¡propaga9on ¡
  • ¡no ¡damping ¡

Speed ¡of ¡propaga9on: ¡ ¡

cs = a2J χ

The ¡alignment ¡coupling ¡ ¡J ¡ ¡has ¡been ¡related ¡to ¡the ¡polariza9on ¡ the ¡speed ¡of ¡propaga9on ¡of ¡the ¡turn ¡across ¡the ¡flock ¡ must ¡be ¡larger ¡in ¡more ¡ordered ¡flocks ¡

is experimentally accessible

Φ

Bialek ¡et ¡al. ¡ PNAS ¡(2012) ¡

Φ

equa9on ¡for ¡the ¡orienta9on ¡ angle ¡change ¡during ¡the ¡turn ¡

∂ 2ϕ ∂t2 −cS

2∇2ϕ = 0

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SLIDE 32

cs ∝ 1 1−Φ

Experimental ¡test ¡of ¡the ¡predic9on ¡

P = 3.1×10−4 R2 = 0.74

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SLIDE 33

Superfluid ¡theory ¡of ¡flocking ¡

ω = csk x = cs t

  • ¡linear ¡dispersion ¡law ¡
  • ¡no ¡damping ¡

easy ¡plane ¡ferromagnet ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡superfluid ¡liquid ¡He ¡II ¡

H = d3x a3 1 2 ρS  ∇ϕ(x,t) " # $ %

2 + sz 2(x,t)

2χ & ' ( ) * +

MATSUBARA ¡& ¡MATSUDA ¡1956 ¡

∂ 2ϕ ∂t2 −cS

2∇2ϕ = 0

2nd ¡sound ¡

Model ¡F ¡dynamics ¡in ¡the ¡Halperin-­‑Hohenberg ¡classifica9on ¡ We ¡do ¡not ¡have ¡density ¡waves ¡(1st ¡sound), ¡ ¡but ¡the ¡orienta9on ¡waves ¡(2nd ¡sound)! ¡

² ¡flocks: ¡ ¡polariza9on ¡ ² ¡superfluid ¡He ¡II: ¡ ¡temperature ¡ ¡

cs

depends ¡on ¡: ¡ ψ = ψ eiϕ sz

= Bose wave function = Bose particle density

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SLIDE 34

Collec9ve ¡turns ¡-­‑ ¡conclusions ¡

  • Turns ¡start ¡localized, ¡then ¡spread ¡through ¡the ¡flock ¡fast ¡and ¡accurate ¡ ¡

¡

  • New ¡superfluid ¡theory ¡for ¡turns ¡

¡

  • High ¡order ¡in ¡the ¡group ¡grants ¡a ¡more ¡efficient ¡propaga9on ¡of ¡informa9on ¡

² ¡linear ¡propaga9on ¡of ¡orienta9onal ¡informa9on, ¡no ¡damping ¡ ² includes ¡conserva9on ¡laws/symmetries ¡and ¡iner9a ¡ ² why ¡natural ¡groups ¡are ¡so ¡polarized? ¡

polariza9on ¡around ¡0.98 ¡

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SLIDE 35

Why ¡natural ¡groups ¡are ¡so ¡polarized? ¡

wavefront ¡

The ¡group ¡is ¡fragile ¡ during ¡the ¡decision ¡ fast ¡informa9on ¡transfer ¡keeps ¡ group’s ¡decoherence ¡to ¡a ¡minimum ¡ to ¡achieve ¡large ¡speed ¡of ¡propaga9on ¡of ¡the ¡ informa9on, ¡strong ¡polariza9on ¡is ¡necessary ¡

cs ∝ 1 1−Φ

The ¡link ¡between ¡swiy ¡decision-­‑making ¡and ¡large ¡polariza9on ¡may ¡be ¡the ¡evolu9onary ¡ drive ¡behind ¡the ¡strong ¡ordering ¡observed ¡in ¡many ¡living ¡groups ¡

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SLIDE 36

² ¡Tracking ¡in ¡three ¡dimensions ¡via ¡mul9-­‑path ¡ ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡branching ¡

² ¡Flocking ¡and ¡turning: ¡a ¡new ¡model ¡for ¡self-­‑ ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡organized ¡collec9ve ¡mo9on ¡ Nature ¡Physics, ¡2014 ¡September ¡issue ¡

² ¡Informa9on ¡transfer ¡and ¡behavioural ¡iner9a ¡in ¡ ¡ ¡ ¡

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡starling ¡flocks ¡ ¡

Based ¡on ¡

arXiv:1305.1495 ¡ arXiv:1403.1202 ¡

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SLIDE 37

Andrea ¡Cavagna ¡ Irene ¡Giardina ¡ ¡ Alessandro ¡Aranasi ¡ Lorenzo ¡Del ¡Castello ¡ Stefania ¡Melillo ¡ Leonardo ¡Parisi ¡ Oliver ¡Pohl ¡ Edmondo ¡Silvestri ¡ Ed ¡Shen ¡ Massimiliano ¡Viale ¡ Agnese ¡D’Orazio ¡ ¡ and... ¡the ¡Big ¡Red ¡

The ¡team ¡