Strömendes Verhalten ist das ausgestellte Verhalten, wenn eine Gruppe von Vögeln, genannt eine Herde, foraging oder im Flug ist. Es gibt Parallelen mit dem shoaling Verhalten des Fisches, dem schwärmenden Verhalten von Kerbtieren und Herde-Verhalten von Landtieren.

Computersimulationen und mathematische Modelle, die entwickelt worden sind, um mit den strömenden Handlungsweisen von Vögeln wettzueifern, können allgemein auch auf das "strömende" Verhalten anderer Arten angewandt werden. Infolgedessen wird der Begriff "Strömen" manchmal, in der Informatik, zu Arten außer Vögeln angewandt.

Dieser Artikel ist über das Modellieren des strömenden Verhaltens. Von der Perspektive des mathematischen Modellierers ist "das Strömen" die gesammelte Bewegung einer Vielzahl von Entitäten mit Selbstantrieb und ist ein gesammeltes Tierverhalten, das durch viele Wesen wie Vögel, Fisch, Bakterien und Kerbtiere ausgestellt ist. Es wird als ein auftauchendes Verhalten betrachtet, das aus einfachen Regeln entsteht, denen von Personen gefolgt wird und keine Hauptkoordination einschließt.

Strömendes Verhalten wurde zuerst auf einem Computer 1986 von Craig Reynolds mit seinem Simulierungsprogramm, Boids vorgetäuscht. Dieses Programm täuscht einfache Agenten (boids) vor, denen erlaubt wird, sich gemäß einer Reihe von Grundregeln zu bewegen. Das Ergebnis ist mit einer Herde von Vögeln, einem Schwarm von Fischen oder einem Schwarm von Kerbtieren verwandt.

Strömende Regeln

Grundmodelle des strömenden Verhaltens werden von drei einfachen Regeln kontrolliert:

1. Trennung - vermeidet, Nachbarn (kurze Reihe-Repulsion) zu überfüllen
2. Anordnung - steuert zum durchschnittlichen Kopfstück von Nachbarn
3. Kohäsion - steuert zur durchschnittlichen Position von Nachbarn (lange Reihe-Anziehungskraft)

Mit diesen drei einfachen Regeln bewegt sich die Herde auf eine äußerst realistische Weise, komplizierte Bewegung und Wechselwirkung schaffend, die äußerst hart sein würde, sonst zu schaffen.

Das Grundmodell ist auf mehrere verschiedene Weisen erweitert worden, seitdem Reynolds es vorgeschlagen hat. Zum Beispiel, Delgado-Mata u. a.

erweitert das Grundmodell, um die Effekten der Angst zu vereinigen. Olfaction wurde verwendet, um Gefühl zwischen Tieren, durch pheromones modelliert als Partikeln in einem freien Vergrößerungsbenzin zu übersenden. Hartman und Benes

eingeführt eine Ergänzungskraft in die Anordnung, dass sie die Änderung der Führung nennen. Das steuert denes die Chance des boid, ein Führer zu werden und zu versuchen, zu flüchten.

Hemerlijk und Hildenbrandt

verwendete Anziehungskraft, Anordnung und Aufhebung und erweitert das mit mehreren Charakterzügen von echten Staren: Erstens fliegen Vögel gemäß der festen Flügel-Aerodynamik, während sie rollen, wenn sie (so werden, Heben verlierend), zweit sie koordinieren mit einer begrenzten Zahl von Wechselwirkungsnachbarn 7 (wie in echten Staren) drittens, sie versuchen, über einer Schlafseite zu bleiben (wie Stare tun bei Tagesanbruch), und wenn sie zufällig nach außen die Schlafseite bewegen, kehren sie dazu zurück, indem sie sich viertens drehen, sie bewegen sich mit der befestigten Geschwindigkeit des Verwandten. Die Autoren haben gezeigt, dass die Details des fliegenden Verhaltens sowie großen flocksize und der niedrigen Zahl von Wechselwirkungspartnern für die Entwicklung der variablen Gestalt von Herden von Staren notwendig waren.

Maß

Maße des strömenden Vogels sind mit Hochleistungskameras gemacht worden, und eine Computeranalyse ist gemacht worden, die einfachen Regeln zu prüfen, erwähnt oben zu strömen. Es wird gefunden, dass sie allgemein im Fall vom Vogel strömend für wahr halten, aber die lange Reihe-Anziehungskraft-Regel (Kohäsion) gilt für die nächsten 5-10 Nachbarn des strömenden Vogels und ist der Entfernung dieser Nachbarn vom Vogel unabhängig. Außerdem gibt es einen anisotropy hinsichtlich dieser zusammenhaltenden Tendenz mit mehr Kohäsion, die zu Nachbarn zu den Seiten des Vogels, aber nicht in der Vorderseite oder hinten wird ausstellt. Das ist zweifellos wegen des Blickfeldes des fliegenden Vogels, der zu den Seiten aber nicht direkt vorwärts oder rückwärts wird leitet.

Eine andere neue Studie basiert auf einer Analyse der hohen Geschwindigkeitskameragesamtlänge von Herden über Rom, und verwendet ein Computermodell das Annehmen von minimalen Verhaltensregeln.

Algorithmische Kompliziertheit

In strömenden Simulationen gibt es keine Hauptkontrolle; jeder Vogel benimmt sich autonom. Mit anderen Worten muss jeder Vogel für sich entscheiden, der strömt, um als seine Umgebung zu betrachten. Gewöhnlich wird Umgebung als ein (2.) Kreis definiert, oder Bereich, der mit einem bestimmten Radius (das Darstellen (3D) ist, reichen).

Eine grundlegende Durchführung eines strömenden Algorithmus hat Kompliziertheit - jeder Vogel durchsucht alle anderen Vögel, um diejenigen zu finden, die in seine Umgebung fällt.

Mögliche Verbesserungen:

• Behälter-Gitter Raumunterteilung. Komplettes Gebiet, in dem sich die Herde bewegen kann, wird in eine Vielzahl von Behältern geteilt. Jede Behälter-Läden, welche Vögel es enthält. Jedes Mal, wenn sich ein Vogel von einem Behälter bis einen anderen bewegt, muss Gitter aktualisiert werden.
• Beispiel: 2. (3D) Bratrost in einer 2. (3D) strömenden Simulation.
• Kompliziertheit: k ist Zahl von Umgebungsbehältern, um in Betracht zu ziehen; gerade, wenn der Behälter des Vogels in gefunden wird

Lee Spector, Jon Klein, Chris Perry und Mark Feinstein haben das Erscheinen des gesammelten Verhaltens in Entwicklungsberechnungssystemen studiert.

Anwendungen

In Köln, Deutschland, haben zwei Biologen von der Universität von Leeds eine Herde wie Verhalten in Menschen demonstriert. Die Gruppe von Leuten hat ein sehr ähnliches Verhaltensmuster zu dieser einer Herde ausgestellt, wo, wenn 5 % der Herde Richtung ändern würden, andere Klage folgen würden. Als eine Person als ein Raubfisch benannt wurde und jeder ihn sonst vermeiden sollte, hat sich die Herde sehr viel wie ein Schwarm von Fischen benommen.

Das Strömen ist auch als ein Mittel betrachtet worden, das Verhalten von Unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) zu kontrollieren.

Das Strömen ist eine allgemeine Technologie in screensavers, und hat seinen Gebrauch im Zeichentrickfilm gefunden. Das Strömen ist in vielen Filmen verwendet worden, um Mengen zu erzeugen, die sich realistischer bewegen. Der Umsatz von Batman von Tim Burton (1992) gestaltete strömende Fledermäuse, und Disney Der Löwe-König (1994) hat einen Gnu-Ansturm eingeschlossen.

Strömendes Verhalten ist für andere interessante Anwendungen verwendet worden. Es ist auf automatisch das Programm-Internet Mehrkanalradiostationen angewandt worden

. Es ist auch verwendet worden, um sich Information zu vergegenwärtigen

und für Optimierungsaufgaben

Siehe auch

• Menge

Andere Quellen

Links

• Die Boids Seite von Craig Reynolds
• Die Fuzzy-Logik von Iztok Lebar Bajec hat strömende Veröffentlichungen gestützt
• Seite auf dem Strömen aufrechterhalten durch T. Vicsek
• Strömender Simulator - A strömender Verhaltenssimulator in Java. Geführt online oder kostenloser Download. Schließt vielfache Herden, Raubfische, Hindernisse und Essen ein.
• Ein anderer Strömender Simulator - Ein einfacher strömender applet, der Sie mehrere Rahmen kontrollieren lässt, um Herden zu schaffen, die sich wie Vögel, Kerbtiere, Bakterien usw. benehmen.
• NetLogo, eine kostenlose Software für Mehrreagenz, das, Simulation und ähnlich einschließlich einer strömenden Simulation modelliert.
• VisualBots - Mehragent-Simulator von Freeware in Microsoft Excel - Grundlegende Sehsyntax
• Das 3D Java Boids demonstrierender Vogel, der (Paul Richmond) strömt