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.

In der Biologie

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

Schwänzeltanz einer Biene

Nearest neighbour

Viele Augen Effekt

Verdünnungseffekt

Konfussionseffekt

Schwänzeltanz

Konsensfindungsprozesse

Konsensfindungsmodell

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

Die „Weisheit 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?

In der Technik

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)