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ants.jpg
人工生命実験用のアリのシミュレーターで遊んでて面白い事を発見しました。
アリがパンくずを見つけると他のアリも徐々に集まってきて行列が出来るんですけど、ある瞬間に一斉にパンくずから離れていくんです。何故そんな事が起きるのか考えてみました。

下に続く




AntSimulator.jpg
http://www.mcrit.com/Complexity/applets/boid.html

左上にある黒い点がで、赤いのがアリ、右下の灰色のがパンくずです。マウスでクリックするとそこにパンくずが落ちます。アリのアルゴリズムは簡単。

1.パンくずを探す。
2.もし他のアリに出会ったらパンくずの場所を聞く。
   a.もし知ってたらその場所に行く。
   b.もし知らなかったら、そのアリが来たのと違う方向に行く。
    (何故ならもしその方向にパンくずがあるなら知っているはずだから)
3.もしパンくずを見つけたら巣穴に持って帰って、パンくずを見つけた場所に戻る。(何故ならそこにはもっとパンくずがあるはずだから)もしそこで見つからなかったら1に戻ってまた探し始める。


このアルゴリズムをみてどう思いますか?

何も問題ないように思えます。ところがまだパンくずが残っているにも関わらず、ある時一瞬のうちにアリそのパンくずから離れていくのです。興味のある方は試してみて下さい。
おかしいので何度も試しましたが同じでした。そこでバグかと思っていたのですが、そうでない事に気が付きました。
実はアルゴリズムに問題があったのです。

多くのアリが同じエサに群がった場合、アリが以前エサ見つけた「正確な場所」に戻った時すでに他のアリに全て取られてしまってる状況が、「必ず」発生します。すると1に戻って再びエサを探し始めますが、幸運にもすぐ近くにある大量のエサを見つければ問題ありません。

ところがエサと反対の方向に行ってしまった場合どうなるでしょうか?す るとこのアリは、エサを取りに戻った他のアリと接触します。さらにその方向にエサがないと聞いた他のアリは、例え自分がエサを見つけた場所にまだエサが 残っていても戻るのを辞めて、1に戻ってエサを再び探し始めます。するとそのアリはまた他のエサを取りに戻ったアリと接触するのです。そうするとその場所 周辺は、もうエサがなくなったという誤報で一杯になってしまいます。もちろんその場所から偶然にもまたエサの場所にたどり着くアリも出てくるのですが、大 半は他の方向に行ってしまいます。すると結果的に、まだエサが残っているにも関わらず、そこにエサがないような行動を集団が取ってしまうのです。
そう、このアルゴリズムには確認のプロセスがないのです。

だったらそれを入れればいいじゃないかと誰でも当然思います。ではこの情報が、「アリクイがいるから逃げろ」だったらどうでしょう?確認プロセスなどいれたらアリの大半が逃げ遅れてしまいます。
つまり情報伝達の効率はその正確さとトレードオフの関係にあるのです。
長くなってしまうのでこの辺で終わりますが、非常に興味深い話です。
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2006/07/25 13:33|へぇTB:0CM:0

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