集体运动让人想起迷人的画面，比如玉米地上空的鸟群，或者成群的梭鱼在水中绕圈移动。这些运动也特别吸引物理学家，因为出现的模式有助于数学和统计建模，可以帮助他们更好地理解这一现象。
谈到羊，许多研究将羊群的集体行为描述为一个自组织的过程，在这个过程中，个体不断调整自己的方向和速度，以跟随群体的运动和集体决策——似乎唯一的主导力量就是“集体大脑”本身。然而，这种观点没有考虑到动物不是连续移动的，也没有考虑到许多动物群体中可能存在的等级制度，以及由单个动物带路的潜在好处。
柏林卓越智能科学集群的路易斯·Gómez-Nava与来自Université C?te d 'Azur、Université de Toulouse和CY Cergy Paris Université的其他研究人员一起，使用物理学来研究小群绵羊的间歇性集体运动。在发表在《自然物理》杂志上的这项研究中，科学家们发现，鸟群的集体运动是以一种断断续续的民主方式进行的，因此受益于一种等级和民主的交替，在这种交替中，个体有效地轮流成为群体领导者。
这是怎么发生的?根据Gómez-Nava和合作者的说法，当绵羊在一个集体运动阶段和下一个集体运动阶段之间停下来觅食或休息时，它们会随机挑选一个新的群体领导者进行下一轮的羊群聚集，因此每次都将控制权移交给一个新的个体。通过这种方式，个体轮流成为领导者，羊群的集体智慧通过许多集体运动阶段民主地实现。
为了研究集体运动，研究人员通常使用所谓的维塞克模型，该模型有助于描述大型非结构化鸟群(如欧椋鸟群)的显著自组织，但主要的区别在于，这些类型的运动似乎没有明显的领导者。在这个模型中，所有个体的行为都是相同的，以恒定的速度前进，同时使他们的运动方向与当地邻居保持一致。然而，在目前的绵羊案例中，群体内的社会互动规则随着等级机制的形成而变化。因此，除了头领之外，所有的个体都倾向于向它们前面的个体移动，而不是与周围的邻居保持一致的运动方向，有效地使鸟群朝着头领选择的方向前进。
绵羊间不均匀的内部相互作用意味着Vicsek模型不能应用于本案例。因此，科学家们必须对模型进行不同的调整，以获得关于这些关系的见解。通过计算模拟，他们发现这个群体可能同时受益于等级制和民主机制，尽管这两个概念之间存在明显的不兼容性。换句话说，如果团队领导者知道出口的位置，那么团队就可以从队列中受益，以最佳方式在复杂的环境中穿行——比如迷宫。在某种程度上，由于该文件强大的层次结构，该组织在一个集体运动阶段利用了领导人的私人信息。”Gómez-Nava说。“然而，从一个动议阶段到下一个动议阶段，领导人的更换也会产生民主进程，这给群体带来了新的利益，尽管这需要更长的时间。”
Gómez-Nava说:“如果一个群体处于一种情况，在不同的位置有多个营养来源，并且群体中的个体对他们的位置有部分信息(例如:羊a知道营养物质a的位置，羊B知道营养物质B的位置等等……)，那么“领导者交换”过程为群体提供了以最佳方式访问所有位置的可能性。”
目前，研究人员正在探索这些发现的局限性，以及将这些结果扩展到更大的群体和其他同样以队列形式移动的动物物种的可能性。
像这样的实验和研究使我们更接近于理解动物群体集体运动的好处。
