2005 Fiscal Year Annual Research Report
数理生態学に基づく群れの対話的アニメーションに関する研究
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17500077
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
吉田 典正 日本大学, 生産工学部, 助教授 (70277846)
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| Keywords | 数理生態学 / ロトカ・ヴォルテラの式 / ビジュアルシミュレーション |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、コンピュータゲームや教育用ソフトウェアを対象とし、数理生態学に基づきboidアルゴリズムによって移動する(魚の)群れの個体数を時間の経過とともに変化させ、ユーザの意図に応じて群れの振る舞いを制御することである。群れの個体数の時間的変化には、数理生態学におけるロトカ・ヴォルテラの式を利用し、個体数を変化させる。ロトカ・ヴォルテラの式は、捕食者-被食者生態系を対象としたものと、競争的2種を対象としたものがあり、2種の個体数の時間的変化を微分方程式によって記述したものがある。
本年度は、上記2種のロトカ・ヴォルテラの方程式を利用した基礎的な対話的アプリケーションを作成した。魚の群れをBoidアルゴリズムによって移動させ、各個体はロトカ・ヴォルテラの式に基づき個体数を変化させる。各個体は、成長し、ある程度以上大きくなると出産し、死亡する。各個体の出産数は、ロトカ・ヴォルテラの式から求められた個体数と現在の個体数を比較し、コントロールさせる。捕食者-被食者のロトカ・ヴォルテラの式では、横軸と縦軸をそれぞれ2種の個体数としたグラフ上でループを描きながらある点に収束し2種が共存する、ループを描き続ける、1種のみが生き残るなどの種の運命をパラメータによって制御できる。競争的2種の場合は、どちらかが生存、共存などを制御できる。これらとともに、対話的なアプリケーションとして、魚を捕まえることによって個体数に変化させ、群れの個体数を変化させることができるアプリケーションを作成した。
来年度は、シミュレーションモデルは2次元平面であるので3次元空間への拡張、また、多種のモデルのシミュレーションなどを行う予定である。
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