KIF385:Schwarmverhalten

Definition
Schwarmverhalten ist das gemeinsame Verhalten von vielen, meist gleicher Art, die als eine Einheit agieren, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen, welches sonst für jeden einzelnen sehr schwer zu erreichen ist oder sogar unerreichbar wäre.

Anwendungen im Tierreich
• Prädator hat Probleme, sein Beutetier innerhalb des Schwarmes zu fixieren und zu verfolgen (Schimmernde Fischschwärme)

• Gemeinsame Verteidigung gegen Prädatoren (Delphine vs Haie)

• Partnersuche

• Aufrechterhaltung von Körpertemperatur

• Reduzierung von Energieaufwand (Zugvögel, Hyenen, Löwen)

• Effektiveres Resourcen ernten Bienen Ameisen

• "Weisheit / Dummheit der Vielen"

Strategien
Nearest neighbour

Viele Augen Effekt

Verdünnungseffekt

Konfussionseffekt

Schwänzeltanz

Konsensfindungsprozesse


Modell der Konsensfindung

Selbstorganisierende Strategien

Analogie zu lokalen Algorithmen

• Tiere treffen aufgrund lokaler Informationen und einfacher Regeln ihre Entscheidungen

• Abstimmung erfolgt aufgrund beschränkter Kommunikation meist nur zwischen Nachbarn

"Weisheit / Dummheit der Vielen"

Quorumbasierte Konsensentscheidung

Fazit
Tierschwärme agieren oftmals so, als wären sie eine einzige Einheit Richtungsänderung eines Vogelschwarmes

• Beutewahl eines Rudels Löwen

• Nestwahl eines Bienenschwarms

• Gemeinsame Ruhe und Aktivitätsphasen in Herden

Tiere treffen Konsensentscheidungen!

• Wer ist an der Entscheidung beteiligt?

• Welche Mechanismen führen zur Entscheidung?

• Welche Konsequenzen ergeben sich für die Tiere?

Vorteile
Kosten und Zeit sparen, Simplicity durch minimalistische Roboter / Sensoren

Anwendungen in der Technik
Sensoren werden in z.B. Hurricanes geworfen um dessen Verhalten zu analisieren

Roboter zum säubern von Räumen

Game of Life

Gebäudeevakuierung

Internetverkehr sicherer Gestalten

Soziales Filtersystem (Ratings)