像鱼群或鸟群一样，一群自行车骑手（技术上称为“peloton”）通常表现得像一个统一的实体。当个体参与简单的小规模行为时，就会出现有助于整体的集体模式。但在密集的人群中，可能不清楚是什么决定了每个个体的行为。数学家和生物学家认为，自行车手在集团中的运动主要是由优化空气动力学驱动的，但新的研究表明了不同的解释。
美国海军水下作战中心的杰西·贝尔登和犹他州立大学的塔德·特鲁斯科特发现，视觉输入在自行车手如何在集团中定位自己方面起着至关重要的作用：个体下意识地形成菱形图案，优化他们的周边视觉，帮助他们快速响应他人运动的变化。
当一位骑手紧随另一位骑手之后时，两名自行车手节省的能量最多。但对于自行车集团，贝尔登说，“我们在一个群体内部看不到这种模式。空气动力学只在外边缘起作用——无论你在集团内部的哪个位置，你都能节省能量。” 先前对从蝗虫到鸟类的动物的研究表明，视觉有助于塑造整个群体，但它们没有解释视觉如何塑造个体行为。为了找出答案，研究人员决定研究专业自行车手。
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在检查环法自行车赛的直升机拍摄画面时，贝尔登、特鲁斯科特和他们的同事注意到两种行为，这两种行为在自行车集团中引起了流体般的涟漪。其中一种是，一位骑手会刹车，其他骑手会减速以避免碰撞。另一种是，一位骑手会横向移动以绕过障碍物或填补空隙。这些运动分别产生了向前和向后或向左和向右穿过自行车集团的波浪。左右波的传播速度相对较慢——相当于人类对邻近邻居的动作做出反应的速度。然而，前后波的传播速度要快得多，这意味着个体已经预测到对前方两位骑手运动的反应变化。
这些波浪发现表明，视觉是个体骑手行为的主要影响因素，因为骑手希望将邻居保持在对外围视觉最敏感的运动范围内。除了长期的比赛目标外，每位自行车手的主要目标是避免碰撞；骑手通过保持一个位置来实现这一目标，该位置使他们能够专注于前方的事物，同时在侧翼邻居之间保持更多空间。这项工作于去年 11 月在第 71 届美国物理学会流体动力学分会年会上展示。
研究人员表示，他们的发现可以应用于解释集体动物行为，帮助优化拥挤空间中的疏散计划，或编程自主机器人的集合。