Prírodou inšpirované algoritmy

Ekológia

Informovanosť a ekonómia znečistenia

Pri kúpe nejakého produktu zohľadňujeme mnoho faktorov - cena, užitočnosť, životnosť produktu a v poslednej dobe aj vplyv na životné prostredie. Kúpa (a následné používanie) určitého bežného produktu sa môže týkať znečistenia životného prostredia, z toho vyplýva nutnosťou spolupráce agentov (kupujúcich) daného ekosystému, t.j. konzultácie so susedmi, a pod. Východzím bodom simulácie bola taká vnútorná reprezentácia agenta, kde je popísaná jeho informovanosť. Zrealizovaná simulácia nám umožňuje sledovať:

• maximálnu cenu, ktorú je ochotný agent zaplatiť za produkty neznečisťujúce životné prostredie ako funkciu znečistenia
• šírenie informácie
• pamäťové charakteristiky agenta

Snahou bolo popísať časovo-priestorovú dynamiku ponúkaných produktov, trhový podiel produktov a znečistenie.
V každom časovom kroku si agent vytvorí vlastnú pravdepodobnostnú reprezentáciu funkčnosti dvoch typov áut, založenú na prioritnej informácii a názore jeho susedov. Kúpi si auto na základe vypočítanej užitočnosti. Medzitým sa znečistenie zmenilo. Zmenu zapríčinili emisie zo zakúpených áut. Výskyt znečistenia v susedstve znižuje užitočnosť auta. Obnovenie vnútornej reprezentácie, výber auta a proces znečistenia sú opakované pre každého agenta paralelne dovtedy, kým sa nedosiahne požadovaný stav, napr. dominancia jednej značky auta na trhu.

Arborgames

Arborgames je model dynamiky lesov, ktorého cieľom je skúmať vplyv ohňa na diverzitu druhov. Je súčasťou širšej sady modelov lesov, priraďuje rozdelené bunky (časti lesu, terénu) jednému indivíduu z danej bunky (reprezentuje celú priradenú bunku, časť). Vzájomná interakcia reprezentantov jednotlivých častí v rámci susedstva, umožňuje pre Arborgames vygenerovať dynamiku celého terénu. Chovanie sa ohňa je kontrolované škodlivým vplyvom lokálnych štruktúr lesa (čím hustejšie rastú stromy, tým ľahšie sa šíri oheň), čo je určitou charakteristikou ohňa.
Arborgames reprezentuje časť modelov lesov, v ktorom druhy sú založené na idealizovaných črtách druhu. Sú to abstraktné druhy, ale napodobňujú do dostatočnej miery priebeh zmien jednotlivých vlastností už neexistujúcich druhov stromov. Tieto črty sú nasledovné: schopnosť roztrúsiť semienka, vernosť semienka, klíčenie, dĺžka života(longevity), vek v ktorom je schopný reprodukcie, horľavosť a vyžarovanie tepla, keď horí.
Model má vyhradené miesta pre samotný oheň, pre stromy, pre semenáče a pre dorast lesa, a jedno pre semienka. Každá časť-bunka terénu môže byť obsadená aj stromom, aj jeho potomkom. Schéma obsadenia v každej bunke je priebežne meniaci sa vzor; semienka sa roztrúsia po oblasti, začnú rásť, a na záver uhynú buď v ohni alebo na následky starnutia.

Mapa terénu; každá farba reprezentuje iný druh

Populácia aktuálnych druhov

Domovská stránka ARBORGAMES

inSTrEAM (pôvodne The California Individual-based Fish Simulation System)

inSTrEAM je nástroj pre vybudovanie, testovanie, a používanie modelov populácií jedného a viacerých druhov rýb. Je vytvorený na poskytnutie praktického prístupu pri manažovaní rybárskych oblastí. Modelovanie individuálnych agentov sa ukazuje ako správny prístup pri výskume ekológie rýb, a projektov týkajúcich sa rybárskych oblastí. Cieľom vývoja tohto nástroja (s nízkym rozpočtom a vysokou efektivitou) je umožniť vybudovanie, simuláciu a testovanie individuálnych agentov reprezentujúcich ryby.
Podciele: umožniť jednoduché zmeny jednotlivých druhov rýb, zmenu okolia, atď., čím najrýchlejším spôsobom a bezchybne; udržovať vysokú úroveň kvality softvéru a kvality príslušnej dokumentácie; prehľadné grafické prostredie na monitorovanie modelov.
Reprezentácia ryby by mohla byť nasledujúca: Ryba môže vykonať denne štyri hlavné činnosti.

• neresenie (spawning): dospelá ryba, po splnení určitých kritérií môže začať klásť ikry, patričnej veľkosti na vhodne zvolené miesto (rybie hniezdo?)
• pohyb: môže skúmať okolité okolie, a presunie sa na lepšie miesto (povedzme s väčším množstvom potravy), ktoré ešte nie je okupované väčšou rybou.
• Konzumovať potravu a rásť: dve základné stratégie - konzumácia stacionárneho cieľa a hľadanie dna potoka; spotreba energie, a tým aj množstvo potravy závisí od rýchlosti pohybu, veľkosti ryby, hĺbky, atď.; predpokladá sa, že ryba uprednostní výhodnejšiu stratégiu; rast ryby je vypočítaný na základe štandardných bioenergetických vzťahov
• Prežiť: vyhnúť sa predátorom, nevhodnej teplote, atď.

Šedé obdĺžniky na predchádzajúcom obrázku predstavujú tok rieky z vtáčej perspektívy. V oblasti, kde je obdĺžnik svetlejší, tok rieky je rýchlejší. Modrou farbou je označený výskyt pstruhov.

Domovská stránka inSTrEAM