Schwarmverhalten


Sieht man einen großen Vogelschwarm am Himmel, der wie nach einer einstudierten Choreographie die schönsten Bewegungsbilder erzeugt, dann möchte man gerne glauben, dass es einen "Chef-Vogel" gibt, der jedem Schwarm-Element (Boid genannt) Anweisungen gibt. Wir wissen, dass es nicht so ist. Jeder einzelne Vogel oder Fisch berücksichtigt lediglich drei Regeln:

  1. Bewege dich Richtung Mittelpunkt der Elemente, die du siehst (Kohäsion).
  2. Bewege dich weg von einem Nachbarn, der dir zu nahe kommt (Separation).
  3. Bewege dich in dieselbe Richtung wie die Elemente, die du siehst (Alignement).
(Unter "Mittelpunkt" versteht man, anschaulich aber unpräzise, das Zentrum des Schwarms. Will man einen Algorithmus für die einzelnen Schwarmelemente schreiben, so berechnet man den Schwerpunkt der maßgeblichen Boids.)

Zu diesen Regeln kommt eine vierte hinzu, sofern ein "Räuber" im Schwarm nach Beute sucht: Entferne dich vom Räuber! Und sollte es Hindernisse geben, kommt man zur fünften und letzten Regel: Bewege dich von einem Hindernis weg, sobald du es siehst.

Für einen einzelnen Räuber gelten die ersten drei Regeln natürlich nicht. Regel vier heißt nun: Bewege dich Richtung Mittelpunkt des Schwarms. Und genau deshalb ist es für einen Räuber so schwer, in einem Schwarm Beute zu machen: Im Mittelpunkt befindet sich, sobald der Räuber dort ankommt, wegen Regel vier für die Schwarmelemente, keine Beute mehr...

Schauen Sie sich dazu die lohnenswerte Seite zum Thema bei Wikipedia an.

Simulation des Schwarmverhaltens




Hier gehts zur Computer-Version der Animation


Die beiden Zahlen im Programmfenster zeigen die aktuelle Anzahl an Schwarmelementen bzw Räubern an. Die Fische/Vögel bekommen Nachwuchs (im Quadrat unten rechts), wenn sie in die Nähe der grünen "Futterstelle" kommen. Man kann beobachten, dass diese neugeborenen Elemente zunächst stehen. Erst wenn Artgenossen oder Räuber in die Nähe kommen, beginnen sie sich zu bewegen. Die fünf Regeln Regeln ergeben ja nur dann eine beschleunigende Kraft, wenn andere Elemente in Sichtweite sind. Die Anzahl der Räuber wiederum ist abhängig von der Anzahl ihrer Beutetiere.

Sketch schwaerme.

Zurück