日前，国际权威学术杂志Nature Physics（自然-物理学）以研究亮点（Research Highlight）(DOI:10.1038/nphys3960, Nature Physics 12, 299, 2016; http://www.nature.com/nphys/journal/v12/n11/full/nphys3960.html) 图文报导了数字制造装备余技术国家重点实验室张海涛教授课题组在自然界群集动力学系统构型相变领域的理论研究成果（Pattern phase transitions of self-propelled particles: gases, crystals, liquids, and mills）。张海涛教授为该成果的唯一通信作者，其他作者依次为：程钊（一作）、陈智勇、T. Vicsek、陈都鑫。本工作得到了国基金重大国际合作项目（51120155001）的资助，主持人为丁汉院士。该团队也入选了华中科大学术前沿青年团队（攀登计划）。

这篇题为“Aggregation Phenomena: Collective Diversity”（聚集现象：群集行为多样性）的研究亮点报导指出，自然界广泛存在着菌落、昆虫群、鱼群、鸟群、兽群等群集动力学系统，而生物群集构型（pattern）疏忽聚散，其复杂演化过程从未停歇，因此群集最终会形成何种稳定构型很难确定。本工作揭示了生物群集构型存在着和水的固液气三态切换非常类似的相变现象。随着个体视野范围增加，群集呈现从“气态”到“晶态”到“液态”的相变；更有趣的发现是，随着视野进一步扩大，出现了新的“涡旋”态；而随着个体避障趋势的加强，“涡旋”态又分裂为“实心”、“空心”、“单环”三类子态。本工作有助于发现调节自然界大量群集构型相变的“钥匙”，从而开启无人系统群集主动调控的大门，对恐慌人群疏导同样具有重要的借鉴意义。

物理学科最顶级期刊 Nature Physics由Nature集团出版，2016年的SCI影响因子为18.791。该杂志每月从全世界最前沿的物理领域成果中遴选3-6项，以研究亮点（Research Highlights）加以报道。

张海涛教授系数字制造装备与技术国家重点实验室的固定成员、国家青年拔尖、国家优青，中国科大本硕博，剑桥大学博士后。长期致力于生物群集动力学分析理论及其在无人系统群集协同中的应用研究工作，相关成果“基于个体智能的群集动力学演化分析与控制研究”于2015年获得了湖北省自然科学一等奖（排一）。

视频链接：http://iopscience.iop.org/1367-2630/18/10/103005/video/abstract