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從牧羊犬的撇步學習如何移動大量人潮

太陽化學運 From Wikimedia Commons.

太陽花學運 CC: Wikimedia Commons.

還記得今年學運數十萬的人潮嗎?或是每到跨年群眾聚集在101附近仰望煙火的情景?這些聚集人潮的活動往往面臨的一項大挑戰,就是如何有效引導參與民眾方向,避免交通混亂(不論是在活動前、活動中或活動後都極度需要這樣的技術)。而這個答案,或許可以問問牧羊犬!科學家分析了牧羊犬趕羊的行動模式,歸納出移動群體的兩大撇步。

過去,我們對於一隻牧羊犬如何管理驅趕ㄧ大群羊,並沒有太多深入的了解,其行動模式也從未被分析過;幾天前在Journal of the Royal Society Interface上發表的研究,科學家們第一次使用了GPS來記錄牧羊犬與羊群彼此追逐、趕羊過程的移動路徑,並透過模擬解析,建構出一套牧羊的數學模型

Credit: Natural Environment Research Council

Credit: Natural Environment Research Council

結果顯示,牧羊犬的行為可以拆解成兩種簡單的模式:1. 當羊群分散時將牠們聚集 2. 當羊群聚集後把牠們驅趕至目標方向。站在牧羊犬的角度,當牠觀察到羊群間的空隙逐漸擴大,牠便會向空隙外側跑動,重新將羊群聚集;羊群足夠密集後,牧羊犬轉而從後方推趕羊群往目標前進。單單這樣簡單的行動模式,便足以在理論上讓一個人引導超過100人的群眾移動!

不過本篇的作者之一Andrew King也表示,目前的理論應用到現實上,可能仍無法達到那麼高的效果,當群體數目超過50以上,還是需要多個指揮者角色來執行路線引導,方能維持好的效能。

這套理論若將來發展得更完善(對牧羊犬行為分析得更加完善),將有助於舉辦大型活動的人群動線控制、清潔環境、家禽管理⋯⋯或許有ㄧ天,我們還能設計出機器人代替牧羊犬趕羊,甚至用來管理交通呢!

延伸閱讀:

資料來源:

  • Daniel Strömbom, Richard P. Mann, Alan M. Wilson, Stephen Hailes, A. Jennifer Morton, David J. T. Sumpter and Andrew J. King, Solving the shepherding problem: heuristics for herding autonomous, interacting agents, Journal of the Royal Society Interface, published 27th August 2014, dx.doi.org/10.1098/rsif.2014.0719

參考資料:

  1. Sheepdogs use just two simple rules to round up large herds of sheep [PHYS.ORG, August 26, 2014]
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關於作者

昱夫

PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。