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明尼苏达州Nguyen。;Pham，Phuc H。;Ngo，Khang V.（康五世）。;确实如此，Van H。;李盛凯;Phan，Trung V.公司。

关于适应性跑步和跑步趋化的熵产生的评论。 （英语） Zbl 07818779号

物理A 634，文章ID 129452，13 p.（2024）.
小结：趋化活性粒子，如细菌和细胞，表现出适应性的跑动和颠簸运动，在外部化学场的作用下产生复杂的突现行为。这种运动是由内部化学能转化为自我脉动而产生的，使每一种介质都能维持远离热平衡的稳态并进行工作。熵产生率表示这些物质偏离热平衡的程度，为估计最大可获得功率提供了一种方法。在这里，我们提出了一个通用框架，用于根据第一原理，使用细菌适应性趋化的最小模型，计算由这些药剂种群产生的熵产生率，因为它们执行最基本的集体行动——质量运输。

MSC公司：

82至XX 统计力学，物质结构

关键词：

熵产生;时间不可逆性;工作提取;适应性趋化;活性物质;集体运输

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\textit{M.D.N.Nguyen}等人，Physica A 634，文章ID 129452，13 p.（2024；Zbl 07818779）
全文： DOI程序 arXiv公司

参考文献：

[1] 施韦策，F。；Farmer，J.D.，《Brownian Agents and Active Particles:Collective Dynamics in the Natural and Social Sciences》，第1卷（2003），施普林格出版社·兹比尔1140.91012
[2] Ramaswamy，S.，《活性物质的力学和统计》。每年。修订版Condens。物质物理学。，1, 323-345 (2010)
[3] Marchetti，M.C。；Joanny，J.-F。；拉马斯瓦米，南卡罗来纳州。；T.B.利物浦。；普罗斯特，J。；Rao，M。；Simha，R.A.，《软活性物质的流体动力学》。现代物理学评论。，3, 1143 (2013)
[4] 俄亥俄州哈拉特斯克。；达塔，S.S。；Drescher，K。；Dunkel，J。；Elgeti，J。；Waclaw，B。；北卡罗来纳州温格林，《增殖活性物质》。自然修订版物理。，1-13 (2023)
[5] Onsager，L.，形状对胶体颗粒相互作用的影响。纽约学院安。科学。，4, 627-659 (1949)
[6] Walther，A。；Müller，A.H.，Janus粒子。软物质，4663-668（2008）
[7] 西萨沃伊。；Berrueta，T.A。；Z.杰克逊。；Pervan，A。；Warkentin，R。；李，S。；Murphey，T.D。；Wiesenfeld，K。；Goldman，D.I.，一个由机器人组成的机器人：智能车集合的紧急运输和控制。科学机器人，34，eaax4316（2019）
[8] 王，G。；Phan，T.V。；李，S。；Wombacher，M。；Qu，J。；彭，Y。；陈，G。；Goldman，D.I。；莱文，S.A。；Austin，R.H.，《应急现场驱动机器人群状态》。物理学。修订稿。，10 (2021)
[9] 王，G。；Phan，T.V。；李，S。；王，J。；彭，Y。；陈，G。；Qu，J。；Goldman，D.I。；莱文，S.A。；Pienta，K.，《机器人作为进化系统的模型》。程序。国家。阿卡德。科学。，12 (2022)
[10] 米斯金，M.Z。；科尔特斯，A.J。；多尔西，K。；埃斯波西托，E.P。；雷诺兹，M.F。；刘，Q。；曹，M。；穆勒，D.A。；McEuen，P.L。；科恩，I.，《电子集成、大规模制造的微型机器人》。《自然》，7822，557-561（2020）
[11] Keller，E.F。；Segel，L.A.，趋化模型。J.理论。生物学，225-234（1971）·Zbl 1170.92307号
[12] Roussos，E.T。；Condeelis，J.S。；Patsialou，A.，癌症趋化作用。《国家癌症评论》，8573-587（2011）
[13] 莫里，I。；Ohshima，Y.，秀丽隐杆线虫趋热性的神经调节。《自然》，6538，344-348（1995）
[14] Ozkan-Aydin，Y。；Goldman，D.I。；巴姆拉，M.S.，《缠绕蠕虫和机器人斑点的集体动力学》。程序。国家。阿卡德。科学。，6 (2021)
[15] 莫里斯·R·J。；Phan，T.V。；黑色，M。；林，K.-C。；Kevrekidis，I.G。；博斯，J.A。；Austin，R.H.，细菌种群孤波可以击败漏斗环。新J.Phys。，3 (2017)
[16] Phan，T.V。；莫里斯，R。；布莱克，M.E。；Do，T.K。；林，K.-C。；Nagy，K。；Sturm，J.C。；Bos，J。；Austin，R.H.，《细菌在迷宫和分形中的寻路和集体逃逸》。物理学。版本X，3（2020年）
[17] Santiago，I.，《纳米级活性物质的重要性：自行式纳米电机的挑战和机遇》。《今日纳米》，2018年11月15日
[18] Ghosh，A。；徐伟（Xu，W.）。；古普塔，N。；Gracias，D.H.，《活性物质疗法》。今日纳米（2020）
[19] 医学微型机器人在手术、治疗、成像和诊断方面具有潜力。程序。国家。阿卡德。科学。，47, 12356-12358 (2017)
[20] 布尼亚，A.-I。；Glückstad，J.，《生物样品光学捕获策略：针对微型机器人外科医生》。激光光子学第4版（2019年）
[21] Needleman，D。；Dogic，Z。，《材料科学与细胞生物学界面上的活性物质》。自然评论材料。，9, 1-14 (2017)
[22] 水果，M。；Scheibner，C。；维泰利，V.，《奇粘度和奇弹性》。每年。修订版Condens。物质物理学。，471-510 (2023)
[23] 迪·莱昂纳多，R。；Angelani，L。；Dell'Arciprete，D。；若科，G。；伊巴，V。；希帕，S。；孔特，M.P。；梅卡里尼，F。；De Angelis，F。；Di Fabrizio，E.，细菌棘轮电机。程序。国家。阿卡德。科学。，21, 9541-9545 (2010)
[24] Vizsnyiczai，G。；Frangipane，G。；Maggi，C。；Saglindeni，F。；Bianchi，S。；Di Leonardo，R.，《细菌驱动的光控3D微电机》，美国国家通讯社。，1, 15974 (2017)
[25] Ro，S。；郭，B。；Shih，A。；Phan，T.V。；奥斯汀，R.H。；莱文，D。；查金，P.M。；Martiniani，S.，活性物质中局部熵产生和可萃取功的无模型测量。物理学。修订稿。，22 (2022)
[26] 阿南德，S。；马，X。；郭，S。；马提尼亚尼，S。；Cheng，X.，《细菌穿越障碍：统一活性物质的通量、熵产生和可提取功》（2023），arXiv预印本arXiv:2308.08421
[27] 水果，M。；哈奈，R。；利特伍德，P.B。；维泰利，V.，《非互易相变》。《自然》，7854，363-369（2021）
[28] Argun，A。；Callegari，A。；Volpe，G.，《复杂系统仿真》（2021），IOP出版社
[29] Kuorikoski，J.，《模拟与理解感》，186-205年
[30] Berg，H.C.，《细菌趋化性》，年。生物物理学评论。生物工程。，1, 119-136 (1975)
[31] Erban，R。；Othmer，H.G.，《细菌趋化性中从个体到集体的行为》。SIAM J.应用。数学。，2, 361-391 (2004) ·Zbl 1073.35116号
[32] 马丁利，H。；卡米诺，K。；马赫塔，B。；Emonet，T.，大肠杆菌趋化性信息有限。自然物理学。，12, 1426-1431 (2021)
[33] Phan，T.V。；马丁利，H.H。；Vo，L。；马文·J·S。；Looger，L.L。；Emonet，T.，动态引诱剂梯度的直接测量揭示了Patlak-Keller-Segel趋化模型（2023年）bioRxiv预印本的崩溃https://www.biorxiv.org/content/10.101/2023.06.01.543315v1
[34] 尤帕诺维奇，P。；布鲁门，M。；贾戈迪奇，M。；Juretić，D.，《细菌趋化性和熵产生》。菲洛斯。事务处理。R.Soc.B，1545，1397-1403（2010）
[35] Long，J。；Zucker，S.W。；Emonet，T.，运动和感觉之间的反馈在跑步和跑步导航中提供非线性增强。公共科学图书馆计算。生物，3（2017）
[36] 西北部弗兰克尔。；W·本丢斯。；Dufour，Y.S。；Long，J。；Hernandez-Nunez，L。；Emonet，T.，非遗传多样性在细菌趋化性中的适应性。Elife（2014）
[37] Tu，Y.，细菌趋化性的定量建模：信号放大和精确适应。每年。生物物理学评论。，337-359 (2013)
[38] Fu，X。；加藤，S。；Long，J。；马丁利，H.H。；他，C。；Vural，D.C。；Zucker，S.W。；Emonet，T.，空间自组织解决了个体性和集体迁移之间的冲突。自然社区。，1, 2177 (2018)
[39] 马丁利，H.H。；Emonet，T.，集体行为和非遗传遗传使细菌种群能够适应不断变化的环境。程序。国家。阿卡德。科学。，26 (2022)
[40] 基格斯特拉，J.M。；卡拉拉，F。；Stocker，R.，《细菌趋化性的生态作用》。自然微生物评论。，8, 491-504 (2022)
[41] M.P.布伦纳。；莱维托夫，L.S。；Budrene，E.O.，细菌趋化模式形成的物理机制。生物物理学。J.，41677-1693（1998）
[42] 塞塔耶什加，S。；齿轮，C.W。；Othmer，H.G。；Kevrekidis，I.G.，粗整合在细菌趋化性中的应用。多尺度模型。模拟。，1, 307-327 (2005) ·Zbl 1082.92012年
[43] Lee，S。；Psarellis，Y.M。；西托，C.I。；Kevrekidis，I.G.，从基于代理的蒙特卡罗模拟数据中学习黑盒和灰盒趋化PDE/闭包。数学杂志。生物，1，15（2023）·Zbl 1521.92007年
[44] Dufour，Y.S。；Fu，X。；Hernandez-Nunez，L。；Emonet，T.，细菌趋化性反馈控制的限制。公共科学图书馆计算。生物，6（2014）
[45] 清水，T.S。；Tu，Y。；Berg，H.C.，用于趋化的模块化梯度传感网络大肠杆菌通过对时变刺激的反应来揭示。分子系统。生物学，1382（2010）
[46] Parrondo，J.M。；Van den Broeck，C。；Kawai，R.，《熵产生与时间之箭》。新J.Phys。，7 (2009)
[47] 爱沙尼亚州罗兰。，微观系统中的不可逆性和耗散（2014），Springer·Zbl 1303.82006年
[48] 爱沙尼亚州罗兰。；Parrondo，J.M.，估算单个静止轨道的耗散。物理学。修订稿。，15 (2010)
[49] 爱沙尼亚州罗兰。；Parrondo，J.M.，离散系统稳态轨道之间的熵产生和Kullback-Leibler发散。物理学。版本E，3（2012）
[50] 戈梅兹·马林，A。；帕隆多，J。；Van den Broeck，C.，不可逆性的“足迹”。欧洲鱼。莱特。，5, 50002 (2008)
[51] Kawai，R。；Parrondo，J.M。；Van den Broeck，C.，《耗散：相空间视角》。物理学。修订稿。，8 (2007)
[52] 爱沙尼亚州罗兰。；巴拉尔，J。；马丁·P。；Parrondo，J.M。；Jülicher，F.，从时间不可逆性和不确定性关系量化毛细胞束活动涨落中的熵产生。新J.Phys。，8 (2021)
[53] Tan，T.H。；Watson，G.A。；Chao，Y.C。；李，J。；金里奇·T·R。；霍洛维茨，J.M。；Fakhri，N.，《生物中尺度依赖的不可逆性》（2021），arXiv预印本arXiv：2107.05701
[54] Landau，L.D.，《相变理论》。I.Zh（印度）。埃克斯普·特尔。Fiz.公司。，19 (1937)
[55] L.D.Landau，《关于湍流问题》，载：Dokl。阿卡德。苏联诺克，第44卷，1944年，第311页·Zbl 0063.03437号
[56] Saragosti，J。；Silberzan，P。；Buguin，A.，通过旋转扩散模拟大肠杆菌翻滚。趋化性的含义。《公共科学图书馆·综合》，第4期（2012年）
[57] Phan，T.V。；王，G。；刘，L。；Austin，R.H.，在自适应资源环境中引导代理的运动。对称，225（2021）
[58] 苏雷特，M.G。；Bassler，B.L.，法定人数感应大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌程序。国家。阿卡德。科学。，12, 7046-7050 (1998)
[59] Giménez博士。；奥尔马拉斯，R。；Nater，E。；Huggins，D.，集料孔隙尺度效应体积和表面的分形维数。Geoderma，119-38（1997）
[60] 巴塔查吉，T。；Datta，S.S.，多孔介质中的细菌跳跃和捕获。自然社区。，1, 2075 (2019)
[61] 巴塔查吉，T。；Amchin，D.B。；Ott，J.A。；Kratz，F。；Datta，S.S.，多孔介质中细菌的趋化迁移。生物物理学。J.，16，3483-3497（2021）
[62] 马丁内斯·卡尔沃，A。；巴塔查吉，T。；R.K.湾。；卢，H.N。；汉考克，A.M。；新南威尔士州温格林。；Datta，S.S.，生长的3D细菌菌落的形态不稳定性和粗糙化。程序。国家。阿卡德。科学。，43 (2022)
[63] Narla，A.V。；克里默，J。；Hwa，T.，细菌趋化生长的行波解决方案。程序。国家。阿卡德。科学。，48 (2021)
[64] 可爱，附言。；Dahlquist，F.，细菌运动性和趋化性的统计测量。J.理论。生物学，2477-496（1975）
[65] Neumann，S。；Hansen，C.H。；新南威尔士州温格林。；Sourjik，V.，细菌趋化性中直接和间接结合配体的信号差异。EMBO J.，20，3484-3495（2010）
[66] Yang，Y。；M.Pollard，A。；Höfler，C。；Poschet，G。；Wirtz，M。；赫尔，R。；Sourjik，V.，细菌趋化性与氨基酸消耗之间的关系。分子微生物学。，6, 1272-1282 (2015)
[67] 摩尔，J.P。；卡米诺，K。；Kottou，R。；清水，T.S。；Emonet，T.，感官多样性和精确适应使多个信号同时具有独立的边缘策略（2023年），bioRxiv预印本https://www.biorxiv.org/content/10.101/2023.02.08.527720v1
[68] The MathWorks Inc.，J.P.，MATLAB版本：9.14.0.2239454（R2022a）（2023），The MathWorks Inc.：The MathWorks Inc.，美国马萨诸塞州纳蒂克，URLhttps://www.mathworks.com
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