NetLogo

NetLogo является развитием языка Logo, созданного в 1968 году Сеймуром Пайпертом для обучения детей при помощи компьютера. Однако это отнюдь не означает, что Logo — какой-то несерьезный "детский" язык. Достаточно сказать, что Logo — диалект Lisp, являющегося на протяжении многих лет основным языком для создания систем искусственного интеллекта. Брайан Харви, автор трехтомного учебника по Logo, характеризует его, как язык, порог освоения которого низок, а потолок вообще отсутствует.

В традиционном Logo программист дает инструкции единственному исполнителю — "черепашке". В NetLogo действует множество агентов-черепашек. Такой подход открывает возможность объяснения и понимания связей между поведением отдельных индивидуумов и явлениями, которые происходят на макроуровне, в результате независимых действий множества индивидуумов. Основным назначением NetLogo является, таким образом, агентное моделирование поведения сложных систем.

Подробнее об Агентном моделировании >>

• Русская терминология NetLogo.
• Пример работы с моделью "Синхронизация светлячков" (исходные файлы).
• Лабораторная работа "Основы работы с NetLogo" на примере на модели "Синхронизация светлячков": вкладки, кнопки, командный центр, библиотека моделей. Индивидуальные задания к работе. Пояснения к заданиям в отдельном файле. Список моделей:
  • Термиты (Termites)
  • Банковские резервы (Bank Reserves)
  • Лесной пожар (Fire)
  • Муравьи (Ants)
  • Эпидемия (Virus)
  • Транспортный поток (Traffic Basic)
  • Распространение компьютерного вируса (Virus on a Network)
  • Пчелиные соты (Honeycomb)
  • Просачивание жидкости сквозь грунт (Percolation)
  • Образование стаи (Flocking)
  • Система частиц (Particle System Basic)
  • Система типа «хищник-жертва» (Rabbits Grass Weeds)
  • Оптимизация методом роя частиц (Particle Swarm Optimization)
• L-системы в NetLogo: что такое L-системы (исходные файлы).
• Лабораторная работа "Отображение векторных геоданных в NetLogo": загрузка данных, отображение точек, линий и полигонов (примеры из текста работы) (исходные данные) (примеры выполнения работы).
• Лабораторная работа "Работа с растровыми геоданными в NetLogo": на примере цифровых моделей рельефа (исходные данные) (примеры выполнения работы).
• Лабораторная работа "Моделирование в NetLogo 3D" (файлы трехмерных моделей) (примеры аналогичных двумерных моделей)(примеры выполнения работы). Список моделей:
  • Образование стаи
  • Просачивание жидкости сквозь грунт
  • "Дерево Серпинского"
  • Термиты
• Сохранение видео из NetLogo

Правила вместо уравнений

Вводная статья об агентном моделировании.

Агентное моделирование эвакуации при пожаре в здании

Аннотация работы.

Простейшая модель эвакуации: агенты-черепашки находятся в замкнутой прямоугольной области с ограниченным числом выходов и различными препятствиями; поведение агентов сводится к поиску пути к выходу (исходные файлы).

Эвакуация через единственный выход: с учетом распространения пламени, ожогов и давки (исходные файлы).

Дополнения: широкий выход с возможностью пожара и давки; наглядная реализация волнового алгоритма с числами, изображающими расстояние до выхода.

План здания: съемка плана эвакуации, векторизация снимка и проверка работы программы (исходный файл).

Моделирование поверхностного стока дождевых вод

Аннотация работы.

Идея работы заключалась в создании простейшей модели-"игрушки". У физиков такие модели есть, например, математический маятник. Их легко программировать, и таким образом наглядно видеть картину явления. Геологам повезло меньше: даже самые простые модели у них слишком сложны. Поэтому на начальных этапах освоения профессии (в курсе "Общая геология") будущим геологам приходится довольствоваться словесными описаниями и рисунками. С помощью NetLogo программирование упростилось достаточно, чтобы не слишком на него отвлекаясь, поиграть с параметрами модели. Таким образом можно было бы создать набор простых моделей по курсу "Общая геология".

Описание эрозии (исходные файлы).

Дополнения: график "выполаживания" склона (исходные файлы).

Получение и обработка данных SRTM.

Моделирование динамики транспортных потоков

Первоначальная идея работы.

Модели динамики транспортных потоков (исходные файлы).

Импорт GPS-карт в шейп-файлы (исходники карт). Для нашей работы этих карт хватало, но более свежие лучше конвертировать из OpenStreetMap.

Движение машин на векторной карте города: по мотивам этого и этого.

Отслеживание автомобилей с помощью оптического потока (эта часть работы выполнена на Matlab). Исходный файл. Тестовое видео.

Литература

• Пейперт С. Переворот в сознании: дети, компьютеры и плодотворные идеи. — М.: Педагогика, 1989. — 224 с.
• Resnick M. Turtles, termites and traffic jams: explorations in massively parallel microworlds. — MIT Press, 1994. — 170 p.
• Harvey B. Computer science Logo style. В 3-х томах. Вышло два издания книги — в конце 1980-х и в конце 1990-х.
• книги W. Teahan'a:
  • Teahan W. Artificial Intelligence — Agent Behaviour I. — Ventus, 2010. — 240 p.
  • Teahan W. Artificial Intelligence — Agents and Environments. — Ventus, 2010. — 154 p.
  • Teahan W. Artificial Intelligence — Exercises — Agent Behaviour I. — Ventus, 2010. — 202 p.
  • Teahan W. Artificial Intelligence — Exercises — Agents and Environments. — Ventus, 2010. — 165 p.
• Axelrod R. The Complexity of Cooperation: Agent-Based Models of Competition and Collaboration. — Princeton: Princeton University Press, 1997.
• Agent-Based Models of Geographical Systems /ed. by A. Heppenstall, A. Crooks, L. See and M. Batty. — Springer, 2012. — 759 p. — сборник статей, который может служить справочником по использованию агентного моделирования в задачах геоинформатики.

Все это есть на Library Genesis. Кроме этого, на русском языке есть работы Евгения Патаракина про NetLogo и агентное моделирование.