生命系统中群体的形成通常是排斥、吸引以及列队作用三者之间微妙平衡的结果。德国康斯坦茨大学Clemens Bechinger团队发现，个体对周围其他个体的“视觉感知”而产生的仅有的运动方式变化能导致群体的形成和凝聚。作者在真实系统（运动方式由外部反馈回路控制的自驱动颗粒）中检测了这一原理。具体而言，作者实现了一种特殊的Janus（“两面神”）粒子，在光照条件下，只有当其能“看”到周围粒子时，才具有活性（自驱动性）。对于狭窄视野的情况，未经活性取向重排，颗粒个体即可凝聚成非极性颗粒群。在视野更宽阔的情况下，降低响应阈值可实现凝聚。这种运动诱导的凝聚机制不仅对生命系统的自组织十分重要，对于稳健、可扩展的自治系统的设计也具有价值。

图1：运动方式依赖于“视觉感知”的活性颗粒。

图2：凝聚的活性流体的形成及结构。

François A. Lavergne, Hugo Wendehenne, Tobias Bäuerle, Clemens Bechinger. Group formation and cohesion of active particles with visual perception–dependent motility. Science, 2019.

DOI: 10.1126/science.aau5347

http://science.sciencemag.org/content/364/6435/70