Prírodou inšpirované algoritmy

študijné materiály pre projekt mobilnej triedy umelej inteligencie

Späť ku kurzom triedy
Obsah
Úvod
Vytváranie priestorového rozdelenia rastlín
Príklad simulácie
Linky
O tejto kapitole



Ostatné kapitoly
Lindenmayerove systémy
Modelovanie ekosystémov
Dawkinsove biomorfy
Reakčno-difúzne modely
Difúzne ohraničené zhlukovanie
Voronoiove diagramy
Časticové systémy
Fibbonaciho čísla a zlatý rez


Tutoriály
 Celulárne automaty
 Morfogenéza
 Simulátory
 Evolučné algoritmy
 Chaos
 Roboty
 Rôzne


Príklad simulácie

Príklad simulácie ekosystému a nástupníctva rastlín (Plant succession)



Krajina pred simuláciou


Krajina po simulácii

Realizácia simulácie je rozdelená do troch hlavných fáz:
  1. Presné stanovenie terénu
  2. Simulácia ekosystému
  3. Renderovanie scén
1. Presné stanovenie terénu

Pred simuláciou vývoja rastlín musíme najprv definovať terén, na ktorom budú simulované rastliny vyrastať. Na vytvorenie terénu môžeme použiť generátor terénu, ktorý vygeneruje náhodnú topológiu. Výstupom generátora je jednoduchá množina súradníc a informácií o nadmorskej výške, ktorá reprezentuje vstup simulácie ekosystému. Taktiež sa vygeneruje charakter terénu: typ pôdy, kde sa nachádza voda atď.

2. Simulácia ekosystému

V tejto fáze sa určuje rozdelenie a populácia rastlín v teréne. Rozdelenie v teréne sa určí z daných vstupných parametrov (nadmorská výška, zavodnené miesta) a vlastných parametrov rastlín. V simulácií je simulovaný rast jednotlivca a jeho vzájomné pôsobenie na rastliny toho istého druhu a rastlín iných druhov.

Každý druh je určený množinou hodnôt, ktoré určujú:
  • počet rastlín každého druhu vloženého do systému
  • maximálna veľkosť rastlín
  • priemerný stupeň rastu
  • pravdepodobnosť prežitia ovládnutia inou rastlinou
  • prednosti vlhkých a suchých miest
Okrem toho každý jedinec ja charakterizovaný:
  • druhom, do ktorého patrí
  • jeho veľkosťou
  • jeho silou
3. Renderovanie scén

3.1 Terén

3.2 Modely jednotlivých druhov rastlín

Tabuľka rastlín jednotlivých druhov:

Názov druhu Náročnosť na vodu Nadmorská výška Stupeň rastu Stupeň rozmnožovania Pravd. prežitia v dospelosti Pravd. prežitia pod nadvládou
Krovina stredná nízka/stredná rýchly stredný stredný stredná
Topoľ vysoká nízka stredný vysoký stredný nízka
Alpínska Jedľa nízka vysoká pomalý nízky vysoký nízka

Každý druh počas vývoja prechádza troma vývinovými veľkosťami:

  • Krovina
  • Topoľ
  • Alpínska Jedľa
4. Výsledok simulácie

Scéna 1:

Po desiatich simulačných krokoch:

Po 40-tich simulačných krokoch:

Po 60-tich simulačných krokoch:

Scéna 2: (Zmenený reprodukčný stupeň a pravdepodobnosť prežitia)

Po 40-tich simulačných krokoch:

Hore
Kontakt: Marek Bundzel