被称为Janus颗粒的微观人造实体，当以视觉形式投入时，表现出类似于鸟类，鱼类和人类所示的自发植绒和拥挤行为。这一发现是由德国康斯坦茨大学物理学家FrançoisLavergne领导的研究小组进行的实验结果，对于理解人群行为和自主机器人的发展具有重要意义。

二十多年前创造的Janus颗粒通常只有几百纳米，涂有两种产生相反效果的材料。例如，一半可能吸引水，而另一半则排斥水。

对于这项工作，Lavergne及其同事应用了一种物质，这种物质使Janus颗粒具有一种视觉形式 - 一种检测其他Janus颗粒的方法 - 在特定的狭窄或宽阔的视野范围内。

Janus实体是一类被称为活动布朗粒子(APB)的材料的成员，对机器人和物理学家都非常感兴趣。APB足够小，表现得像被困在气体或液体中的分子 - 也就是说，当它们不受任何外力影响时，它们会经历布朗运动，这种随机漂移和碰撞确保在给定的一段时间后它们随机分布通过他们可以利用的空间。

然而，它们也足够大，以便在施加力时以可预测的方式作出响应。早期的研究表明，当施加外部影响时，APB将移出布朗式漂移并形成密集的簇。

然而，Lavergne的团队想知道，如果粒子位于“完全空旷的环境”并且自主运行，是否会出现类似的行为。

因此，特别设计的Janus粒子只有两个属性：在预定义的视野内检测其他粒子的能力，以及在它们这样做时移向它们的能力。

研究人员在发表在“ 科学 ”杂志上的一篇论文中解释说，目标是实现“排斥，调整和吸引人的互动的微妙平衡”。

他们取得了成功，看到团队形成只是两个基本能力的结果。Janus粒子聚集在一起的方式取决于它们的视野与一旦探测到一个粒子后它们可以移动的力之间的关系。

研究人员报告说：“对于狭隘的视野，个体聚集成具有凝聚力的非极化群体而不需要主动重新定向。”

“对于更广泛的视野，可以通过降低响应阈值来实现凝聚力。我们期望这种运动诱导的凝聚机制不仅与生命系统的自组织相关，而且与健壮和可扩展的自治系统的设计相关。