Difference between revisions of "User:Plaz03"
(Created page with " == Simulace tučňáků hledajících lásku na ledové kře == ### Definice problému Tato simulace modeluje chování tučňáků během námluv v drsných podmínkách A...") |
(→Mapa:) |
||
| (25 intermediate revisions by the same user not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
| − | + | = Simulace tučňáků hledajících lásku na ledové kře = | |
| − | + | == Definice problému == | |
| − | |||
Tato simulace modeluje chování tučňáků během námluv v drsných podmínkách Antarktidy. Každý tučňák hledá vhodného partnera pro vytvoření páru a následnému hnízdění, zatímco čelí nástrahám prostředí – nestabilnímu ledu, přítomnosti predátorů, tedy kosatkám a lachtanům a také konkurenci ostatních tučňáků. | Tato simulace modeluje chování tučňáků během námluv v drsných podmínkách Antarktidy. Každý tučňák hledá vhodného partnera pro vytvoření páru a následnému hnízdění, zatímco čelí nástrahám prostředí – nestabilnímu ledu, přítomnosti predátorů, tedy kosatkám a lachtanům a také konkurenci ostatních tučňáků. | ||
| Line 8: | Line 7: | ||
Tučňáci se liší svým „balicím stylem“ – někteří jsou stydliví a vyčkávají, jiní se nebojí aktivně oslovovat ostatní. Existuje i smíšený typ, který kombinuje oba přístupy. Odlišný přístup k seznamování ovlivňuje jejich šanci na úspěšné spárování a přežití do hnízdní sezóny. | Tučňáci se liší svým „balicím stylem“ – někteří jsou stydliví a vyčkávají, jiní se nebojí aktivně oslovovat ostatní. Existuje i smíšený typ, který kombinuje oba přístupy. Odlišný přístup k seznamování ovlivňuje jejich šanci na úspěšné spárování a přežití do hnízdní sezóny. | ||
| − | + | ==== Cíl simulace ==== | |
Cílem je zjistit, která strategie seznamování je nejúspěšnější v závislosti na typu prostředí a rizicích. Simulace sleduje, jak si vedou jednotlivé typy chování při párování a přežití, a jak interakce mezi agenty ovlivňuje celkový výsledek kolonie. | Cílem je zjistit, která strategie seznamování je nejúspěšnější v závislosti na typu prostředí a rizicích. Simulace sleduje, jak si vedou jednotlivé typy chování při párování a přežití, a jak interakce mezi agenty ovlivňuje celkový výsledek kolonie. | ||
| − | + | ==== Použití simulace ==== | |
Simulace může sloužit jako: | Simulace může sloužit jako: | ||
| + | * edukativní nástroj pro výuku agentového modelování (např. na středních školách a VŠ), | ||
| + | * metafora seznamovacích strategií v reálném světě, | ||
| + | * zábavný a vizuálně atraktivní model kolektivního chování. | ||
| − | + | == Metoda == | |
| − | |||
| − | |||
| − | + | Simulace je vytvořena v prostředí '''NetLogo''' jako multiagentní model. Každý tučňák je agent s vlastním nastavením. Pole pohybu je rozděleno do zón – pevnina, ledová kra a oceán. | |
| − | |||
| − | Simulace je vytvořena v prostředí | ||
Predátoři se pohybují ve svém přirozeném prostředí a představují riziko útoku – kosatky v oceánu a tuleni na souši. Tučňáci se pohybují po kře, vyhledávají vhodné partnery, navazují kontakt a snaží se úspěšně spárovat. V případě úspěchu mizí ze scény – jdou založit hnízdo. V případě neúspěchu si pamatují, kdo je odmítl, není tedy možné to zkoušet na stejné tučňáky pořád dokola a zacyklit se. | Predátoři se pohybují ve svém přirozeném prostředí a představují riziko útoku – kosatky v oceánu a tuleni na souši. Tučňáci se pohybují po kře, vyhledávají vhodné partnery, navazují kontakt a snaží se úspěšně spárovat. V případě úspěchu mizí ze scény – jdou založit hnízdo. V případě neúspěchu si pamatují, kdo je odmítl, není tedy možné to zkoušet na stejné tučňáky pořád dokola a zacyklit se. | ||
| − | + | == Model == | |
Hlavními agenty jsou tedy tučňáci s různým typem seznamovacího chování (plachý, odvážný, smíšený), kteří se pohybují po ledové kře s různě stabilními oblastmi a výskytem predátorů (lachtani a kosatky). | Hlavními agenty jsou tedy tučňáci s různým typem seznamovacího chování (plachý, odvážný, smíšený), kteří se pohybují po ledové kře s různě stabilními oblastmi a výskytem predátorů (lachtani a kosatky). | ||
| Line 32: | Line 30: | ||
Prostředí je tvořeno třemi typy terénu: | Prostředí je tvořeno třemi typy terénu: | ||
| − | + | * '''oceán''' – pohyb kosatek, | |
| − | + | * '''pevnina''' – místo pro pohyb a páření, na pevnině tučňáky ohrožují tuleni, | |
| − | + | * '''ledová kra''' – rizikové místo, které může prasknout, funguje jako pevnina, ale po prasknutí se stává oceánem a dává tak kosatkám více prostoru, zatímco tučňáci přicházejí o prostor k pohybu | |
| − | + | ==== Tučňáci (penguins) ==== | |
| − | + | * chování: '''shy, bold, mixed''' | |
| − | + | * pohlaví: '''male, female''', kdy dvě stejná pohlaví za sebou nechodí a párují se jen samec + samice | |
| − | + | * stav: '''has-partner?''', tedy spárovaný / nespárovaný | |
| − | + | ==== Predátoři (predators) ==== | |
| − | + | * habitat: '''land, ocean''' | |
| − | + | * náhodně se pohybují po svém typu terénu a mohou napadnout tučňáky, je to spíše element náhody, nemají za cíl simulaci nějak výrazně narušovat | |
| − | + | ==== Chování agentů ==== | |
| − | + | * Odvážní tučňáci aktivně vyhledávají partnery a často riskují, dpovídá samcům, kteří aktivně předvádějí své námluvy, hlasové projevy a fyzické atributy, aby přilákali samici. | |
| − | + | * Plaché typy pouze vyčkávají, tento typ odpovídá tučňákům, kteří méně aktivně vyhledávají partnera a spíše reagují na iniciativu druhých. | |
| − | + | * Smíšené typy kombinují obě strategie, představuje tučňáky, kteří adaptují své chování podle situace, střídají pasivní a aktivní přístup k námluvám. | |
Po úspěšném spárování oba jedinci zmizí ze scény. Pokud se pohybují příliš po rizikovém terénu, mohou zahynout vlivem útoku predátora nebo prasknutí ledu. | Po úspěšném spárování oba jedinci zmizí ze scény. Pokud se pohybují příliš po rizikovém terénu, mohou zahynout vlivem útoku predátora nebo prasknutí ledu. | ||
| + | [[File:mapa-placha2.png]] | ||
| − | + | == Mapa == | |
| − | + | * '''biome-cluster-strenght''' = jak moc bude mapa celistvá | |
| − | + | * '''land-ratio''' = kolik procent mapy bude pevnina (sněhová plocha, kde chodí tučňáci) | |
| − | + | * '''ice-ratio''' = kolik procent mapy budou zabírat ledové kry, tedy prostor, který se může propadnout | |
| − | + | == Nastavitelné proměnné v simulaci: == | |
- Počet tučňáků podle typu chování (plachý, odvážný, smíšený) | - Počet tučňáků podle typu chování (plachý, odvážný, smíšený) | ||
| Line 68: | Line 67: | ||
- Pravděpodobnost úspěchu podle typu chování | - Pravděpodobnost úspěchu podle typu chování | ||
| − | + | == Náhodné proměnné v simulaci: == | |
| − | + | * Rozmístění tučňáků a predátorů | |
| − | + | * Výběr partnera | |
| − | + | * Směr pohybu tučňáků při hledání | |
| − | + | ==== Doporučené výchozí nastavení na základě zdrojů a dat ==== | |
| + | [[File:mapa-placha1.png]] | ||
| − | + | == Výsledky == | |
Simulace sleduje několik metrik, zejména: | Simulace sleduje několik metrik, zejména: | ||
| − | + | * '''Počet úspěšných párů''' (successful-pairs) | |
| − | + | * '''Počet úmrtí způsobených predátory''' (died-by-predator) | |
| − | + | * '''Úspěšnost jednotlivých strategií:''' | |
| − | + | ** paired-shy | |
| − | + | ** paired-bold | |
| − | + | ** paired-mixed | |
Tučňáci u sebe navíc během celé simulace mají číslo, 1 pro samce, 0 pro samice. Což je pak lépe vidět i po konci simulace, kdy na mapě zůstanou jen nespárovaní tučňáci. | Tučňáci u sebe navíc během celé simulace mají číslo, 1 pro samce, 0 pro samice. Což je pak lépe vidět i po konci simulace, kdy na mapě zůstanou jen nespárovaní tučňáci. | ||
| + | [[File:mapa-placha3.png]] | ||
| − | + | == Diskuze a omezení modelu == | |
Cílem této simulace nebylo přesně replikovat chování skutečných tučňáků, ale spíše nahlédnout do dynamiky seznamovacích strategií v prostředí, kde hraje roli riziko, trpělivost a výběrové chování. Přesto je důležité upozornit na několik omezení modelu: | Cílem této simulace nebylo přesně replikovat chování skutečných tučňáků, ale spíše nahlédnout do dynamiky seznamovacích strategií v prostředí, kde hraje roli riziko, trpělivost a výběrové chování. Přesto je důležité upozornit na několik omezení modelu: | ||
| − | + | ==== Zjednodušení reality ==== | |
| − | + | * V kolonii je většinou několik stovek až desetitisíce jedinců. Průměrná kolonie má často 2 000–5 000 párů tučňáků (samec + samice), model by ale s tak vysokým počtem tučňáků nefungoval, proto je toto číslo 10x zmenšené. Tedy 1 tučňák v simulaci představuje 10 tučňáků ve skutečnosti. | |
| − | + | * Pohlavní poměr v kolonii bývá zhruba vyrovnaný při období hnízdění (1:1), protože samice a samci se střídají při inkubaci a péči. Některé samice nepřežijí migraci nebo se vrací pozdě, takže to pak může vést až k převaze samců (např. 60:40). | |
| − | + | ==== Technická omezení ==== | |
| − | + | * Predátoři se pohybují náhodně, což nezohledňuje inteligentní lov. To může zkreslit reálnou míru rizika pro odvážné tučňáky. | |
| − | + | * Paměť tučňáků o minulých odmítnutích je omezená – chování by mohlo být komplexnější, např. s učením nebo vyhýbáním se stejným situacím. | |
| − | + | * Nezahrnuje se žádný faktor fyziologického vyčerpání nebo „nákladů“ na páření – každý tučňák má nekonečnou energii, což není realistické. | |
| − | + | == Závěr == | |
Simulace zábavnou formou zkoumá rovnováhu mezi opatrností a odvahou v sociálním chování. Ukazuje, že přežití a úspěch závisí nejen na individuální strategii, ale i na prostředí, ve kterém se jedinec nachází – a že někdy je třeba riskovat, abyste si mohli najít partnera a uniknout kosatkám. | Simulace zábavnou formou zkoumá rovnováhu mezi opatrností a odvahou v sociálním chování. Ukazuje, že přežití a úspěch závisí nejen na individuální strategii, ale i na prostředí, ve kterém se jedinec nachází – a že někdy je třeba riskovat, abyste si mohli najít partnera a uniknout kosatkám. | ||
| Line 110: | Line 111: | ||
Neexistuje univerzálně nejlepší „balící strategie“. Úspěšnost zásadně ovlivňuje kontext prostředí. V nebezpečných podmínkách může být lepší opatrnost, zatímco v bezpečných podmínkách se vyplatí aktivita. Model tak podporuje hypotézu, že v přirozeném výběru není jeden ideál chování, ale spíše adaptivní rozmanitost. | Neexistuje univerzálně nejlepší „balící strategie“. Úspěšnost zásadně ovlivňuje kontext prostředí. V nebezpečných podmínkách může být lepší opatrnost, zatímco v bezpečných podmínkách se vyplatí aktivita. Model tak podporuje hypotézu, že v přirozeném výběru není jeden ideál chování, ale spíše adaptivní rozmanitost. | ||
| − | + | == Reference == | |
| + | |||
| + | Stabilita mořského ledu a úspěšnost hnízdění [https://www.reuters.com/business/environment/emperor-penguins-suffered-mass-breeding-failures-2023-amid-record-low-sea-ice-2024-04-25/] | ||
| − | [https://www. | + | Úspěšnost hnízdění u tučňáků malých [https://www.birdsnz.org.nz/wp-content/uploads/2021/12/Rowe_67_etal_451_459.pdf] |
| − | [https://www. | + | Námluvy a párování tučňáků [https://www.selwomarina.es/en/blog/por-que-pinguinos-regalan-piedras-hembra?utm_.com] |
| − | + | BBC Earth, National Geographic, Attenboroughovy dokumenty | |
| − | + | == Kód == | |
| + | [[File:Tucnaci-placha.nlogo]] | ||
Latest revision as of 14:20, 15 June 2025
Contents
Simulace tučňáků hledajících lásku na ledové kře
Definice problému
Tato simulace modeluje chování tučňáků během námluv v drsných podmínkách Antarktidy. Každý tučňák hledá vhodného partnera pro vytvoření páru a následnému hnízdění, zatímco čelí nástrahám prostředí – nestabilnímu ledu, přítomnosti predátorů, tedy kosatkám a lachtanům a také konkurenci ostatních tučňáků.
Tučňáci se liší svým „balicím stylem“ – někteří jsou stydliví a vyčkávají, jiní se nebojí aktivně oslovovat ostatní. Existuje i smíšený typ, který kombinuje oba přístupy. Odlišný přístup k seznamování ovlivňuje jejich šanci na úspěšné spárování a přežití do hnízdní sezóny.
Cíl simulace
Cílem je zjistit, která strategie seznamování je nejúspěšnější v závislosti na typu prostředí a rizicích. Simulace sleduje, jak si vedou jednotlivé typy chování při párování a přežití, a jak interakce mezi agenty ovlivňuje celkový výsledek kolonie.
Použití simulace
Simulace může sloužit jako:
- edukativní nástroj pro výuku agentového modelování (např. na středních školách a VŠ),
- metafora seznamovacích strategií v reálném světě,
- zábavný a vizuálně atraktivní model kolektivního chování.
Metoda
Simulace je vytvořena v prostředí NetLogo jako multiagentní model. Každý tučňák je agent s vlastním nastavením. Pole pohybu je rozděleno do zón – pevnina, ledová kra a oceán.
Predátoři se pohybují ve svém přirozeném prostředí a představují riziko útoku – kosatky v oceánu a tuleni na souši. Tučňáci se pohybují po kře, vyhledávají vhodné partnery, navazují kontakt a snaží se úspěšně spárovat. V případě úspěchu mizí ze scény – jdou založit hnízdo. V případě neúspěchu si pamatují, kdo je odmítl, není tedy možné to zkoušet na stejné tučňáky pořád dokola a zacyklit se.
Model
Hlavními agenty jsou tedy tučňáci s různým typem seznamovacího chování (plachý, odvážný, smíšený), kteří se pohybují po ledové kře s různě stabilními oblastmi a výskytem predátorů (lachtani a kosatky).
Prostředí je tvořeno třemi typy terénu:
- oceán – pohyb kosatek,
- pevnina – místo pro pohyb a páření, na pevnině tučňáky ohrožují tuleni,
- ledová kra – rizikové místo, které může prasknout, funguje jako pevnina, ale po prasknutí se stává oceánem a dává tak kosatkám více prostoru, zatímco tučňáci přicházejí o prostor k pohybu
Tučňáci (penguins)
- chování: shy, bold, mixed
- pohlaví: male, female, kdy dvě stejná pohlaví za sebou nechodí a párují se jen samec + samice
- stav: has-partner?, tedy spárovaný / nespárovaný
Predátoři (predators)
- habitat: land, ocean
- náhodně se pohybují po svém typu terénu a mohou napadnout tučňáky, je to spíše element náhody, nemají za cíl simulaci nějak výrazně narušovat
Chování agentů
- Odvážní tučňáci aktivně vyhledávají partnery a často riskují, dpovídá samcům, kteří aktivně předvádějí své námluvy, hlasové projevy a fyzické atributy, aby přilákali samici.
- Plaché typy pouze vyčkávají, tento typ odpovídá tučňákům, kteří méně aktivně vyhledávají partnera a spíše reagují na iniciativu druhých.
- Smíšené typy kombinují obě strategie, představuje tučňáky, kteří adaptují své chování podle situace, střídají pasivní a aktivní přístup k námluvám.
Po úspěšném spárování oba jedinci zmizí ze scény. Pokud se pohybují příliš po rizikovém terénu, mohou zahynout vlivem útoku predátora nebo prasknutí ledu.
Mapa
- biome-cluster-strenght = jak moc bude mapa celistvá
- land-ratio = kolik procent mapy bude pevnina (sněhová plocha, kde chodí tučňáci)
- ice-ratio = kolik procent mapy budou zabírat ledové kry, tedy prostor, který se může propadnout
Nastavitelné proměnné v simulaci:
- Počet tučňáků podle typu chování (plachý, odvážný, smíšený) - Poměr pohlaví, kdy ve skutečnosti je tento poměr zhruba 1:1, ale pokud samice nepřežijí migraci, může být 60:40 pro samce - Počet predátorů na pevnině a v oceánu - Pravděpodobnost úspěchu podle typu chování
Náhodné proměnné v simulaci:
- Rozmístění tučňáků a predátorů
- Výběr partnera
- Směr pohybu tučňáků při hledání
Doporučené výchozí nastavení na základě zdrojů a dat
Výsledky
Simulace sleduje několik metrik, zejména:
- Počet úspěšných párů (successful-pairs)
- Počet úmrtí způsobených predátory (died-by-predator)
- Úspěšnost jednotlivých strategií:
- paired-shy
- paired-bold
- paired-mixed
Tučňáci u sebe navíc během celé simulace mají číslo, 1 pro samce, 0 pro samice. Což je pak lépe vidět i po konci simulace, kdy na mapě zůstanou jen nespárovaní tučňáci.
Diskuze a omezení modelu
Cílem této simulace nebylo přesně replikovat chování skutečných tučňáků, ale spíše nahlédnout do dynamiky seznamovacích strategií v prostředí, kde hraje roli riziko, trpělivost a výběrové chování. Přesto je důležité upozornit na několik omezení modelu:
Zjednodušení reality
- V kolonii je většinou několik stovek až desetitisíce jedinců. Průměrná kolonie má často 2 000–5 000 párů tučňáků (samec + samice), model by ale s tak vysokým počtem tučňáků nefungoval, proto je toto číslo 10x zmenšené. Tedy 1 tučňák v simulaci představuje 10 tučňáků ve skutečnosti.
- Pohlavní poměr v kolonii bývá zhruba vyrovnaný při období hnízdění (1:1), protože samice a samci se střídají při inkubaci a péči. Některé samice nepřežijí migraci nebo se vrací pozdě, takže to pak může vést až k převaze samců (např. 60:40).
Technická omezení
- Predátoři se pohybují náhodně, což nezohledňuje inteligentní lov. To může zkreslit reálnou míru rizika pro odvážné tučňáky.
- Paměť tučňáků o minulých odmítnutích je omezená – chování by mohlo být komplexnější, např. s učením nebo vyhýbáním se stejným situacím.
- Nezahrnuje se žádný faktor fyziologického vyčerpání nebo „nákladů“ na páření – každý tučňák má nekonečnou energii, což není realistické.
Závěr
Simulace zábavnou formou zkoumá rovnováhu mezi opatrností a odvahou v sociálním chování. Ukazuje, že přežití a úspěch závisí nejen na individuální strategii, ale i na prostředí, ve kterém se jedinec nachází – a že někdy je třeba riskovat, abyste si mohli najít partnera a uniknout kosatkám.
Neexistuje univerzálně nejlepší „balící strategie“. Úspěšnost zásadně ovlivňuje kontext prostředí. V nebezpečných podmínkách může být lepší opatrnost, zatímco v bezpečných podmínkách se vyplatí aktivita. Model tak podporuje hypotézu, že v přirozeném výběru není jeden ideál chování, ale spíše adaptivní rozmanitost.
Reference
Stabilita mořského ledu a úspěšnost hnízdění [1]
Úspěšnost hnízdění u tučňáků malých [2]
Námluvy a párování tučňáků [3]
BBC Earth, National Geographic, Attenboroughovy dokumenty
