Simulácia kolónie včiel - Revision history

Xbanl00: /* Simulácia zakladania nového hniezda */

2014-06-08T22:01:14Z

‎Simulácia zakladania nového hniezda

Xbanl00: /* Simulácia zakladania nového hniezda */

2014-06-08T22:00:14Z

‎Simulácia zakladania nového hniezda

Xbanl00: /* Záver */

2014-06-08T21:58:21Z

‎Záver

Xbanl00: /* Model */

2014-06-08T21:52:45Z

‎Model

Xbanl00: /* Model */

2014-06-08T21:51:25Z

‎Model

Xbanl00: /* Definícia problému */

2014-06-08T21:49:13Z

‎Definícia problému

Xbanl00: /* Zadanie */

2014-06-08T21:48:34Z

‎Zadanie

Xbanl00: /* Záver */

2014-06-08T21:43:37Z

‎Záver

Xbanl00 at 21:41, 8 June 2014

2014-06-08T21:41:20Z

Xbanl00: /* Zadanie */

2014-06-08T21:30:38Z

‎Zadanie

@@ Line 175: / Line 175: @@
 Kolónia nebola schopná živiť larvy, ktoré sa vyinuli. Okolo času 8500 (6 dní) už bol počet krmičiek lariev prakticky nulový. V čase 1800 (12.5 dňa) vyhynuli aj krmičky kráľovnej. Potom sa síce vykluli niektoré larvy, tie však už neboli nasledované ďalšou generáciou, keďže kráľovná už bola mŕtva a nebolo dosť potravy na to, aby sa vyvinula ďalšia kráľovná.
-Boli vykonané 3 simulácie s rôznym počiatočným počtom robotníc, všetky však mali rovnaký priebeh:
+Bolo vykonaných niekoľko simulácií s rôznym počiatočným počtom robotníc, všetky však mali rovnaký priebeh:
 {| class="wikitable"

@@ Line 173: / Line 173: @@
 == Simulácia zakladania nového hniezda ==
-Kolónia nebola schopná živiť larvy, ktoré sa vyinuli. Okolo času 8500 (6 dní) už bol počet kŕmičiek lariev prakticky nulový. V čase 1800 (12.5 dňa) vyhynuli aj kŕmičky kráľovnej. Potom sa síce vykluli niektoré larvy, tie však už neboli nasledované ďalšou generáciou, keďže kráľovná už bola mŕtva a nebolo dosť potravy na to, aby sa vyvinula ďalšia kráľovná.
+Kolónia nebola schopná živiť larvy, ktoré sa vyinuli. Okolo času 8500 (6 dní) už bol počet krmičiek lariev prakticky nulový. V čase 1800 (12.5 dňa) vyhynuli aj krmičky kráľovnej. Potom sa síce vykluli niektoré larvy, tie však už neboli nasledované ďalšou generáciou, keďže kráľovná už bola mŕtva a nebolo dosť potravy na to, aby sa vyvinula ďalšia kráľovná.
 Boli vykonané 3 simulácie s rôznym počiatočným počtom robotníc, všetky však mali rovnaký priebeh:
@@ Line 180: / Line 180: @@
 |-
 ! scope="col"| Počet robotníc
-! scope="col"| Čas uhynutia kŕmičiek lariev
+! scope="col"| Čas uhynutia krmičiek lariev
-! scope="col"| Čas uhynutia kŕmičiek kráľovnej
+! scope="col"| Čas uhynutia krmičiek kráľovnej
 |-
 ! scope="row"| 1000

← Older revision		Revision as of 21:58, 8 June 2014
Line 231:		Line 231:

	Počas tvorby modelu sa ukázalo, že simulovať tak zložitý systém ako je včelia kolónia, je náročné. Simulácia bola vyskúšaná veľakrát s rôznymi parametrami a nepodarilo sa nájsť nastavenie parametrov, ktoré by dlhodobo udržalo celú kolóniu pri živote. Ako dôvod vidím najmä to, že veľké množstvo skutočností a postupov muselo byť zjednodušených. Ako najväčší nedostatok modelu vidím malú flexibilitu robotníc. Model počíta s určitými vekovými hranicami, kedy sa robotnica prestane špecializovať na jednu činnosť a začne vykonávať druhú. V skutočnom hniezde však robotnice v prípade potreby vedia prebrať rôzne úlohy v závislosti od toho, čo je práve potrebné. V literatúre sa však neuvádza spôsob, akým sa robotnice dozvedia, že je nutná zmena ich správania. Výsledkom tohto zjednodušenia je, že po určitom čase je veľký nepomer medzi robotnicami, ktoré stavajú nové bunky plástu a tým rozširujú možnosti kráľovnej na kladenia vajíčok. Čim väčší je priestor na kladanie vajíčok, tým ťažšie robotnice-krmičky hľadajú larvy a tie potom odumierajú od hladu.		Počas tvorby modelu sa ukázalo, že simulovať tak zložitý systém ako je včelia kolónia, je náročné. Simulácia bola vyskúšaná veľakrát s rôznymi parametrami a nepodarilo sa nájsť nastavenie parametrov, ktoré by dlhodobo udržalo celú kolóniu pri živote. Ako dôvod vidím najmä to, že veľké množstvo skutočností a postupov muselo byť zjednodušených. Ako najväčší nedostatok modelu vidím malú flexibilitu robotníc. Model počíta s určitými vekovými hranicami, kedy sa robotnica prestane špecializovať na jednu činnosť a začne vykonávať druhú. V skutočnom hniezde však robotnice v prípade potreby vedia prebrať rôzne úlohy v závislosti od toho, čo je práve potrebné. V literatúre sa však neuvádza spôsob, akým sa robotnice dozvedia, že je nutná zmena ich správania. Výsledkom tohto zjednodušenia je, že po určitom čase je veľký nepomer medzi robotnicami, ktoré stavajú nové bunky plástu a tým rozširujú možnosti kráľovnej na kladenia vajíčok. Čim väčší je priestor na kladanie vajíčok, tým ťažšie robotnice-krmičky hľadajú larvy a tie potom odumierajú od hladu.
		+
		+	Oproti stanovenému cieľu nebolo počas simulácie možné overiť vplyv zmeny dosahu feromónu. Aj keď bolo vidno, že v prípade, že boli v hniezde dve kráľovné, po krátkom čase nastal súboj, nepodarilo sa modelom nasimulovať situáciu, kedy by sa z larvy vyvinula kráľovná. Táto situácia nastávala preto, že larva kráľovnej si vyžaduje pravidelné kŕmenie a v simulácii vždy tieto larvy uhynuli na podvýživu, čo bolo spôsobené zjednodušením modelu popísaným vyššie.

	=Kód=		=Kód=

@@ Line 40: / Line 40: @@
 =Model=
 Model včelej kolónie pozostáva z nasledujúcich častí:
@@ Line 49: / Line 51: @@
 * na kráľovné sa larvy menia v 21. dni, ak v ôsmom dni vývoja množstvo dodaného peľu a nektáru prevyšovalo mnoštvo kráľovskej kašičky
 * na robotnice sa larvy menia v 16. dni, ak v deviatom dni vývoja množstvo dodanej kráľovskej kašičky prevyšovalo mnoštvo peľu a nektáru
 == Základné zjednodušenia oproti reálnemu systému ==

@@ Line 50: / Line 50: @@
 * na robotnice sa larvy menia v 16. dni, ak v deviatom dni vývoja množstvo dodanej kráľovskej kašičky prevyšovalo mnoštvo peľu a nektáru
 == Základné zjednodušenia oproti reálnemu systému ==
@@ Line 166: / Line 167: @@
 V poslednej časti sa simuluje stavanie hniezda staršími robotnicami. Ak sa robotnica nachádza na políčku, ktoré ešte netvorí plást, ale susedí s plástom, robotnica zvýši množstvo vosku na tomto poli. Ak množstvo presiahne hodnotu zadanú v parametri, políčko sa zmení na bunku plástu.
 =Výsledky=

@@ Line 33: / Line 33: @@
 =Definícia problému=
-V rámci simulácie chcem namodelovať reprodukčný cyklus včely medonosnej. Ako vidno z popisu vyššie, systém rozmnožovania včieľ je pomerne komplexný. Simulácia by mala okrem vizualizácie tohto zložitého predstavu slúžiť aj na popis toho, ako niektoré základné parametre vplývajú na veľkosť populácie. Konkrétne budem sledovať vplyv počiatočnej populácie, počtu plástov, prchavosť a dosah materského feromónu na zmenu populácie v hniezde. Ďalej sa pomocou simulácie budem snažiť nasimulovať vznik nového hniezda po vyrojení včiel (teda hniezdo s nenulovou počiatočnou populáciou, oplodnenou matkou, ale bez vybudovaných plástov).
+V rámci simulácie budem modelovať reprodukčný cyklus včely medonosnej. Ako vidno z popisu vyššie, systém rozmnožovania včieľ je pomerne komplexný. Simulácia by mala okrem vizualizácie tohto zložitého predstavu slúžiť aj na popis toho, ako niektoré základné parametre vplývajú na veľkosť populácie. Konkrétne budem sledovať vplyv počiatočnej populácie, počtu plástov, prchavosť a dosah materského feromónu na zmenu populácie v hniezde. Ďalej sa pomocou simulácie budem snažiť nasimulovať vznik nového hniezda po vyrojení včiel (teda hniezdo s nenulovou počiatočnou populáciou, oplodnenou matkou, ale bez vybudovaných plástov).
 =Metóda=

@@ Line 9: / Line 9: @@
-V rámci zadania by som nasimulovala včeliu kolóniu a spôsob, akým sa rozrastá. Včely sú považované za vysoko sociálny hmyz. V rámci jednej kolónie existuje niekoľko kást (typov) včiel a každá má v kolónií svoju unikátnu úlohu. Pri náhlom úhyne jednej kasty či zmene pomeru jednotlivých kást v populácií je veľmi často celá kolónia odsúdená na zánik.
+V rámci zadania som nasimulovala včeliu kolóniu a spôsob, akým sa rozrastá. Včely sú považované za vysoko sociálny hmyz. V rámci jednej kolónie existuje niekoľko kást (typov) včiel a každá má v kolónií svoju unikátnu úlohu. Pri náhlom úhyne jednej kasty či zmene pomeru jednotlivých kást v populácií je veľmi často celá kolónia odsúdená na zánik.
-Tri kasty včely medonosnej sú kráľovná (alebo často označovaná aj ako matka), robotnica a trúd. V každej kolónií je typicky len jedna matka v danom čase, hoci existujú určité výnimočné situácie, keď sa v kolónií nachádza viac matiek. V závislosti od ročného obdobia priemerná kolónia v letnom období obsahuje približne 40 až 60 tisíc robotníc a len niekoľko stoviek trúdov (predovšetkým v období rozmnožovania)<ref>[http://sk.wikipedia.org/wiki/V%C4%8Dela_medonosn%C3%A1 Včela medonosná]. Retrieved 8 June 2014.</ref>. Priemerné hniezdo pritom obsahuje plásty s celkovým počtom približne 100 000 buniek<ref>[http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:rpJOMkUG4sAJ:westmtnapiary.com/inside_the_hive.html+&cd=1&hl=en&ct=clnk&gl=cz Inside the honey bee hive]. Retrieved 8 June 2014.</ref>.
+Tri kasty včely medonosnej sú kráľovná (alebo často označovaná aj ako matka), robotnica a trúd. V každej kolónií je typicky len jedna matka v danom čase, hoci existujú určité výnimočné situácie, keď sa v kolónií nachádza viac matiek. V závislosti od ročného obdobia priemerná kolónia v letnom období obsahuje približne 40 až 60 tisíc robotníc a len niekoľko stoviek trúdov (predovšetkým v období rozmnožovania)<ref>[http://sk.wikipedia.org/wiki/V%C4%8Dela_medonosn%C3%A1 Včela medonosná]. Získané 8. júna 2014.</ref>. Priemerné hniezdo pritom obsahuje plásty s celkovým počtom približne 100 000 buniek<ref>[http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:rpJOMkUG4sAJ:westmtnapiary.com/inside_the_hive.html+&cd=1&hl=en&ct=clnk&gl=cz Inside the honey bee hive]. Získané 8. júna 2014.</ref>.
 Vývoj jedinca prebieha prostredníctvom niekoľkých premien. Z vajíčka sa najprv vyliahne larva, ktorá sa po určitom čase zakuklí. Po vykuklení sa musí prehrýzť zo zaviečkovaného plástu. Doba potrebná na vývoj trúda, robotnice a kráľovnej je odlišná.
@@ Line 21: / Line 21: @@
-Robotnice majú počas svojho života niekoľko rolí. Bezprostredne po vykuklení začnú čistiť plást, z ktorého sa vykuklili. Potom sa z nich stáva krmička (do 4. dňa života) a zásobuje larvy potravou. Od 6. dňa života je kojičkou, teda zásobuje matku materskou kašičkou. Ďalej od 12. dňa je staviteľka a zúčastňuje sa na budovaní hniezda a nových plástov. Od 18. dňa sa presúva mimo hniezdo, najprv stráži vchod a od 21. dňa vyhľadáva potravu a dopravuje ju do hniezda<ref>[http://cs.wikipedia.org/wiki/V%C4%8Dela_medonosn%C3%A1 Včela medonosná]</ref>.
+Robotnice majú počas svojho života niekoľko rolí. Bezprostredne po vykuklení začnú čistiť plást, z ktorého sa vykuklili. Potom sa z nich stáva krmička (do 4. dňa života) a zásobuje larvy potravou. Od 6. dňa života je kojičkou, teda zásobuje matku materskou kašičkou. Ďalej od 12. dňa je staviteľka a zúčastňuje sa na budovaní hniezda a nových plástov. Od 18. dňa sa presúva mimo hniezdo, najprv stráži vchod a od 21. dňa vyhľadáva potravu a dopravuje ju do hniezda<ref>[http://cs.wikipedia.org/wiki/V%C4%8Dela_medonosn%C3%A1 Včela medonosná]. Získané 8. júna 2014.</ref>.
 Robotnice teda larvy kŕmia v závislosti od svojho veku a zároveň od prítomnosti feromónu, ktorý šíri matka. Pokiaľ robotnice tento feromón cítia, vedia, že v hniezde majú matku a larvy preto zbytočne neprekrmujú materskou kašičkou. Avšak keď matka starne a dosah feromónu slabne či matka z nejakého dôvodu umrie, včely prestanú po čase feromón cítiť a začnú nakladené larvy kŕmiť materskou kašičkou. Teoreticky sa môže stať, že nestinú stravu zmeniť v správnom okamihu a teda nová kráľovná sa nenarodí. Kolónia je tak odsúdená na zánik.

@@ Line 229: / Line 229: @@
 =Záver=
-Počas tvorby modelu sa ukázalo, že simulovať tak zložitý systém, ako je včelia kolónia, je náročné. Veľké množstvo skutočností a postupov muselo byť zjednodušených. Asi ako najväčší nedostatok modeulu sa ukázalo to, že model nedokáže byť flexibilný. V skutočnom hniezde robotnice vedia prebrať rôzne úlohy v závislosti od toho, čo je práve potrebné. Uvádzaný vek, v ktorom prechádzajú od jednej činnosti k druhej je len priemrný. Model nebol takto postavený a veky prechodov sú pevne dané. Do modelu je síce zabudovaný určitý rozptyl, ten je však náhodný s normálonym rozložením a nie založený na pozorovaní skutočných pomerov v hniezde jednotlivými agentami.
+Počas tvorby modelu sa ukázalo, že simulovať tak zložitý systém ako je včelia kolónia, je náročné. Simulácia bola vyskúšaná veľakrát s rôznymi parametrami a nepodarilo sa nájsť nastavenie parametrov, ktoré by dlhodobo udržalo celú kolóniu pri živote. Ako dôvod vidím najmä to, že veľké množstvo skutočností a postupov muselo byť zjednodušených. Ako najväčší nedostatok modelu vidím malú flexibilitu robotníc. Model počíta s určitými vekovými hranicami, kedy sa robotnica prestane špecializovať na jednu činnosť a začne vykonávať druhú. V skutočnom hniezde však robotnice v prípade potreby vedia prebrať rôzne úlohy v závislosti od toho, čo je práve potrebné. V literatúre sa však neuvádza spôsob, akým sa robotnice dozvedia, že je nutná zmena ich správania. Výsledkom tohto zjednodušenia je, že po určitom čase je veľký nepomer medzi robotnicami, ktoré stavajú nové bunky plástu a tým rozširujú možnosti kráľovnej na kladenia vajíčok. Čim väčší je priestor na kladanie vajíčok, tým ťažšie robotnice-krmičky hľadajú larvy a tie potom odumierajú od hladu.
 =Kód=

@@ Line 75: / Line 75: @@
 Sila feromónu a jeho trvácnosť je nastaviteľná parametrami:
-* pheromoneReach alebo dosah určuje, na koľko patchov / plástov v okolí kráľovnej feromón dosiahne, pričom jeho sila klesá priamo úmerne vzdialenosti od kráľovnej
+* pheromoneReach alebo dosah určuje, na koľko políčok v okolí kráľovnej feromón dosiahne, pričom jeho sila klesá priamo úmerne vzdialenosti od kráľovnej
 * pheromoneElusivness alebo prchavosť určuje, o koľko percent klesne intenzita feromónu s každým tickom
@@ Line 129: / Line 129: @@
 Inicializácia simulácie prebieha v procedúre to setup. V rámci inicializácie sa vykonávajú nasledujúce úkony:
-* vymažú sa všetky príznaky patchov a všetci agenti z prípadej predošlej simulácie a počet tickov sa nastaví na 0
+* vymažú sa všetky príznaky políčok a všetci agenti z prípadej predošlej simulácie a počet tickov sa nastaví na 0
-* vytvoria sa bunky plástu tak, že sa najprv vypočíta veľkosť hniezda ako polovica druhej odmocniny z celkového množstva buniek plástu. Tým ziskame rozmedzie a v tomto rozmedzí okolo bodu 0,0 sa patche premenia na bunky plástu, maximálne však v množstve do hodnoty vstupného parametru InitialNumberOfHoneyCombs.
+* vytvoria sa bunky plástu tak, že sa najprv vypočíta veľkosť hniezda ako polovica druhej odmocniny z celkového množstva buniek plástu. Tým ziskame rozmedzie a v tomto rozmedzí okolo bodu 0,0 sa políčka premenia na bunky plástu, maximálne však v množstve do hodnoty vstupného parametru InitialNumberOfHoneyCombs.
 * vytvoria sa kráľovné v počte danom vstupným parametrom initialQueenPopulation.
 * vytvorí sa požadovaný počet robotníc a priradí sa im náhodný vek.

← Older revision		Revision as of 21:30, 8 June 2014
Line 21:		Line 21:


−	Robotnice majú počas svojho života niekoľko rolí. Bezprostredne po vykuklení začnú čistiť plást, z ktorého sa vykuklili. Potom sa z nich stáva krmička (do 4. dňa života) a zásobuje larvy potravou. Od 6. dňa života je kojičkou, teda zásobuje matku materskou kašičkou. Ďalej od 12. dňa je staviteľka a zúčastňuje sa na budovaní hniezda a nových plástov. Od 18. dňa sa presúva mimo hniezdo, najprv stráži vchod a od 21. dňa vyhľadáva potravu a dopravuje ju do hniezda<ref>[http://cs.wikipedia.org/wiki/V%C4%8Dela_medonosn%C3%A1 Včela medonosná].	+	Robotnice majú počas svojho života niekoľko rolí. Bezprostredne po vykuklení začnú čistiť plást, z ktorého sa vykuklili. Potom sa z nich stáva krmička (do 4. dňa života) a zásobuje larvy potravou. Od 6. dňa života je kojičkou, teda zásobuje matku materskou kašičkou. Ďalej od 12. dňa je staviteľka a zúčastňuje sa na budovaní hniezda a nových plástov. Od 18. dňa sa presúva mimo hniezdo, najprv stráži vchod a od 21. dňa vyhľadáva potravu a dopravuje ju do hniezda<ref>[http://cs.wikipedia.org/wiki/V%C4%8Dela_medonosn%C3%A1 Včela medonosná]</ref>.

	Robotnice teda larvy kŕmia v závislosti od svojho veku a zároveň od prítomnosti feromónu, ktorý šíri matka. Pokiaľ robotnice tento feromón cítia, vedia, že v hniezde majú matku a larvy preto zbytočne neprekrmujú materskou kašičkou. Avšak keď matka starne a dosah feromónu slabne či matka z nejakého dôvodu umrie, včely prestanú po čase feromón cítiť a začnú nakladené larvy kŕmiť materskou kašičkou. Teoreticky sa môže stať, že nestinú stravu zmeniť v správnom okamihu a teda nová kráľovná sa nenarodí. Kolónia je tak odsúdená na zánik.		Robotnice teda larvy kŕmia v závislosti od svojho veku a zároveň od prítomnosti feromónu, ktorý šíri matka. Pokiaľ robotnice tento feromón cítia, vedia, že v hniezde majú matku a larvy preto zbytočne neprekrmujú materskou kašičkou. Avšak keď matka starne a dosah feromónu slabne či matka z nejakého dôvodu umrie, včely prestanú po čase feromón cítiť a začnú nakladené larvy kŕmiť materskou kašičkou. Teoreticky sa môže stať, že nestinú stravu zmeniť v správnom okamihu a teda nová kráľovná sa nenarodí. Kolónia je tak odsúdená na zánik.