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斑马鱼运动的数据驱动随机建模。 (英语) 兹比尔1352.37201

小结:在这项工作中,我们开发了一个数据驱动的建模框架,以重现鱼类在受限环境中的运动。具体来说,我们强调了斑马鱼个体运动的主要特征(达尼奥·雷里奥),并研究如何利用有限数量的校准模型参数在数学框架内适当封装这些参数。利用通过自动视觉跟踪从斑马鱼个体中捕获的数据,我们使用随机微分方程建立了一个模型,并将鱼类描述为在平面上移动的自推进粒子。基于速度调节在社会行为中重要性的最新实验证据,我们通过引入描述动态速度调节的实验衍生过程来扩展鱼类运动的随机模型。定义了显著性度量,然后将其用于校准耦合随机微分方程的关键参数,描述游动鱼类的速度和角速度。基于实验观察到的响应,还包括外部约束的影响。使用自下而上、纯数据驱动的方法来理解斑马鱼的自发动力学,有望为在各种外部约束或生物检测存在的情况下对个体行为进行定量调查提供建模框架。

MSC公司:

37N25号 生物学中的动力系统
46号60 功能分析在生物学和其他科学中的应用
97M60毫米 生物、化学、医学(数学教育方面)
60 H10型 随机常微分方程(随机分析方面)
91B70型 经济学中的随机模型

软件:

类鸟群
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全文: 内政部

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