Ist das ein realistisches Modell eines Vogelschwarms?

Das ist ein minimaler Regelsatz, aus dem schon schwarmähnliche Bewegung entsteht. Bei Tieren sind die Sinnesorgane komplizierter, es gibt Verzögerung, und die Gewichte der Regeln hängen vom Zusammenhang ab. Biologische Genauigkeit ist hier nicht das Ziel.

Warum macht man den Raum zum Torus?

Damit es keine Wände gibt: die Dichte staut sich nicht am Rand, und man sieht die innere Ordnung, nicht das Abprallen an den Grenzen. Ein übliches Verfahren in solchen Rechnungen.

Was bewirkt der Cursor?

Agenten nahe dem Cursor erhalten eine starke Abstoßung — wie von einem Räuber. Der Schwarm zerfällt und kann sich wieder sammeln. So sieht man, wie eine äußere Störung die kollektive Ordnung bricht.

Welche Mechanik steckt im Zeitschritt?

Drei Regeln geben eine Beschleunigung, die zur Geschwindigkeit addiert wird (Euler); die Geschwindigkeit verschiebt den Ort. Oft setzt man eine Grenze |v|, damit die Agenten nicht maßlos beschleunigen.

Schwarmverhalten (Boids)

Agenten auf einem Torus: Abstandhalten, Ausrichtung und Zusammenhalt; der Cursor stößt wie ein Räuber ab.

Zum Modell

Schwarmverhalten (Boids): ein Schwarm ohne Anführer. Jeder Agent sieht nur die Nachbarn im Radius R und addiert drei Beschleunigungen (Reynolds, 1987). Abstandhalten — Abstoßung von zu nahen Nachbarn. Ausrichtung — Angleichen der Geschwindigkeit an die mittlere Geschwindigkeit der Nachbarn. Zusammenhalt — Bewegung zum mittleren Ort der Nachbarn. Die resultierende Beschleunigung wird mit einem Euler-Schritt integriert, die Geschwindigkeit begrenzt. Der Raum ist ein Torus: wer den Rand verlässt, erscheint auf der Gegenseite. Der Cursor gibt eine zusätzliche Abstoßung. Globale Ordnung (Schwarm, Wirbel, Chaos) entsteht aus lokalen Regeln; Hydrodynamik und Feld fehlen.

Für wen: Rechnergestützte Physik und komplexe Systeme: agentenbasierte Modelle, kollektive Bewegung.

Wichtige Begriffe

Schwarmverhalten
agentenbasiertes Modell
Abstandhalten
Ausrichtung
Zusammenhalt
Torus
kollektive Bewegung

So funktioniert es

Jeder Agent summiert drei lokale Regeln und macht einen Euler-Schritt. Die Gewichte von Abstandhalten, Ausrichtung und Zusammenhalt ändern das Bild: Streifen, Wirbel oder Chaos. Der Torus nimmt die Wände weg. Der Cursor ist eine äußere Abstoßung.

Häufige Fragen

Ist das ein realistisches Modell eines Vogelschwarms?: Das ist ein minimaler Regelsatz, aus dem schon schwarmähnliche Bewegung entsteht. Bei Tieren sind die Sinnesorgane komplizierter, es gibt Verzögerung, und die Gewichte der Regeln hängen vom Zusammenhang ab. Biologische Genauigkeit ist hier nicht das Ziel.
Warum macht man den Raum zum Torus?: Damit es keine Wände gibt: die Dichte staut sich nicht am Rand, und man sieht die innere Ordnung, nicht das Abprallen an den Grenzen. Ein übliches Verfahren in solchen Rechnungen.
Was bewirkt der Cursor?: Agenten nahe dem Cursor erhalten eine starke Abstoßung — wie von einem Räuber. Der Schwarm zerfällt und kann sich wieder sammeln. So sieht man, wie eine äußere Störung die kollektive Ordnung bricht.
Welche Mechanik steckt im Zeitschritt?: Drei Regeln geben eine Beschleunigung, die zur Geschwindigkeit addiert wird (Euler); die Geschwindigkeit verschiebt den Ort. Oft setzt man eine Grenze |v|, damit die Agenten nicht maßlos beschleunigen.

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