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FISICA/ Il mistero di insetti e uccelli: insieme come le particelle...

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Come affronterete il problema? Quali metodologie applicherete?

Ecco in due parole le metodologie. Dapprima effettueremo esperimenti di fotografia stereoscopica sul campo, con l'obiettivo di ricostruire le coordinate tridimensionali e le traiettorie dinamiche di ogni individuo in gruppi (sciami e stormi) di migliaia di animali. Tale obiettivo è estremamente complicato da raggiungere. Consideri che - ad esempio - nel caso degli uccelli, la gente riusciva a ricostruire gruppi di 30/40 individui. Il mio gruppo è riuscito a ricostruire gruppi di 3.000/4.000 individui. Ora il nostro obiettivo è estendere questa analisi agli sciami.
A tale scopo svilupperemo algoritmi di tracking basati su fisica statistica, tecniche di computer vision e ottimizzazione.
In seguito, con i dati 3D ottenuti dagli esperimenti, effettueremo una caratterizzazione statistica dei gruppi, usando tecniche di fisica statistica e calcolando quantità che - grazie al nostro background in fisica - sappiamo essere particolarmente adatte a descrivere i fenomeni collettivi. In tal modo cercheremo di inferire a posteriori le interazioni che determinano le quantità osservate.
Infine, con le informazioni ottenute, svilupperemo modelli agent-based di comportamento collettivo auto-organizzato

Avete già un set di dati sufficienti o dovrete fare ulteriori osservazioni?

Per poter svolgere le analisi prima indicate, faremo nuove osservazioni, sia su insetti che su uccelli.

Immagino che i risultati ottenuti si potranno applicare anche ad altri campi: quali ad esempio?

Alcuni risultati che abbiamo trovato in passato sugli uccelli (ad esempio le interazioni topologiche) sono stati applicati anche a modelli di traffico.
Sicuramente un campo di grande potenzialità è quello della teoria del controllo e della robotica: l'idea è quella di ispirarsi ai sistemi biologici per sviluppare algoritmi di controllo decentralizzato, per controllare in maniera distribuita sistemi artificiali composti da molte unità.



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