diff --git a/README.md b/README.md index ecbd44e..ea9d1d4 100644 --- a/README.md +++ b/README.md @@ -1,156 +1,3 @@ -# Da insiemi di agenti a sistemi swarm adattativi +# `1-ticks` -_Di [Balugani Lorenzo](https://github.com/LBindustries), [Calzolari Chiara](https://github.com/Cookie-CHR) e [Pigozzi Stefano](https://github.com/Steffo99)_ - -## Descrizione - -Il progetto complessivo consiste in una **serie di realizzazioni di un modello multiagente** e di esperimenti su di esso; ogni nuova versione del modello è più raffinata della precedente. La versione iniziale non è un sistema collettivo; la versione finale realizza un sistema collettivo i cui elementi sono capaci di evolvere e di adattarsi all’ambiente. - -## Ambiente - -L’ambiente è un [toroide](https://it.wikipedia.org/wiki/Toro_(geometria)) composto da 150x150 patch. - -Dopo il `setup` dell'ambiente, una percentuale configurabile di patch conterrà cibo (gialle), mentre le restanti saranno vuote (nere). - -### Termiti - -Dopo il `setup`, nell'ambiente saranno presenti un numero configurabile di termiti. - -Le termiti normalmente sono bianche, ma diventano arancioni quando trasportano cibo. - -Esse (una alla volta, in ordine casuale) effettueranno ad ogni `tick` le seguenti azioni: - -1. **Ricerca**: la termite _vaga_ per l'ambiente fino a quando non incontra un pezzo di cibo, che _raccoglie_, per poi _allontanarsi_ dalla sua posizione attuale. - 1. **Vaga**: la termite ruota di un angolo configurabile di gradi, poi avanza di un passo. - 2. **Raccoglie**: la termite rimuove il cibo dalla patch in cui si trova e inizia a trasportarlo, cambiando colore. - 3. **Allontana**: la termite si gira in una direzione casuale, ed effettua un numero configurabile di passi in avanti detto `rg_inerzia`. -2. **Deposito**: la termite _vaga_ per l'ambiente fino a quando non trova un posto dove depositare il cibo, lo _deposita_ e poi si _allontana_ dalla sua posizione attuale. - 1. **Vaga**: la termite ruota di un angolo configurabile di gradi, poi avanza di un passo. - 2. **Deposita**: la termite inserisce il cibo nella patch in cui si trova, e smette di trasportarlo, tornando al suo colore originale. - 3. **Allontana**: la termite si gira in una direzione casuale, ed effettua un numero configurabile di passi in avanti detto `rg_libera`. - -## Dinamica del sistema - -Le termiti spostano ad ogni `tick` un pezzo di cibo da una patch a un'altra, che si trova ad una certa distanza dalla prima, effettuando una **unità di lavoro**. - -Così facendo, le termiti raccolgono il cibo in **magazzini** progressivamente sempre più compatti e vicini tra loro, che lentamente si uniscono fino a formare un unico magazzino comprendente tutto il cibo dell'ambiente. - -## Feedback del sistema - -Nel sistema sono presenti due tipi di feedback: -- **Positivo**: Più grande è un magazzino, più probabilità una termite avrà di capitarci sopra ed appoggiare lì il proprio cibo, portandolo a ingrandirsi nel tempo. -- **Negativo**: Meno grande è un magazzino, meno probabilità una termite avrà di capitarci sopra ed appoggiare lì il proprio cibo, portandolo a ridursi nel tempo. - -### Esperimenti - -Tutti gli esperimenti sottostanti sono stati eseguiti con i parametri di default qui elencati: - -- `densita_materiale`: 20 -- `numero_termiti`: 100 -- `rg_inerzia`: 20 -- `rg_libera`: 20 -- `angolo_virata`: 100 - -#### Esperimento 1: Variazioni al valore di `rg_inerzia` - -Si sono misurati i **magazzini formatosi dopo 1000 tick** al variare del parametro `rg_inerzia`. - -Dai dati sperimentali emerge che il parametro non influenza particolarmente il numero di magazzini; eventuali variazioni sono da ricondursi alla casualità dello stato iniziale di questo modello. - -Tentativi di interpolazione non hanno fornito nessun risultato con i dati raccolti: il best fit è stato con la curva logaritmica, avente un misero `R^2 = 0.263`. - -##### Dati sperimentali - -|`rg_inerzia`| Run 1 | Run 2 | Run 3 | Run 4 | Run 5 | Run 6 | Run 7 | Run 8 | Run 9 | Run 10 | Media | -|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---| -|5|4| 6| 6| 6| 7| 6| 6| 6| 4| 5|**5.6**| -|25|4 |5 |4 |5 |4 |5 |5 |4 |4 |4|**4.4**| -|45|6 |4 |2 |5 |4 |7 |6 |7 |4 |6|**5.1**| -|55|4 |5 |4 |5 |3 |5 |4 |4 |4 |6|**4.4**| -|65|5 |5 |5 |7 |6 |6 |5 |5 |5 |6|**5.5**| -|85|4 |4 |4 |4 |6 |5 |5 |3 |4 |3|**4.2**| - -##### Grafico - -![](img/grafico-1-1.png) - -#### Esperimento 2: Variazioni al valore di `rg_libera` - -Si sono misurati i **magazzini formatosi dopo 1000 tick** al variare del parametro `rg_libera`. - -Dai dati sperimentali emerge che il valore del parametro `rg_libera` è inversamente proporzionale al numero di magazzini creatosi dopo 1000 tick. - -Probabilmente l'andamento è esponenziale: con il parametro impostato a 5 i magazzini sono ancora talmente tanti da risultare incalcolabili, ma aumentarla anche solo a 10 e li rende un numero definito. -Interpolando con una curva esponenziale, si è ottenuto un `R^2 = 0.989`. - -##### Dati sperimentali - -| `rg_libera` | Run 1 | Run 2 | Run 3 | Run 4 | Run 5 | Run 6 | Run 7 | Run 8 | Run 9 | Run 10 | Media | -|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---| -|5 | _N/D_| _N/D_| _N/D_| _N/D_| _N/D_| _N/D_| _N/D_| _N/D_| _N/D_| _N/D_|**_N/D_**| -|10 |7 |9 |9 |7 |9 |7 |8 |9 |8 |8 |**8.1**| -|15 |7 |6 |7 |7 |6 |7 |6 |8 |7 |7 |**6.8**| -|20 |5 |5 |6 |5 |5 |7 |6 |6 |4 |5 |**5.4**| -|25 |4 |5 |4 |4 |5 |4 |4 |4 |4 |5 |**4.3**| -|30 |4 |3 |3 |3 |3 |2 |3 |4 |4 |3 |**3.2**| -|35 |3 |2 |2 |2 |2 |2 |3 |3 |2 |3 |**2.4**| -|40 |1 |2 |1 |2 |1 |2 |2 |3 |2 |1 |**1.7**| - -##### Grafico - -![](img/grafico-1-2.png) - -#### Esperimento 3: Variazioni al numero di termiti nel sistema - -Si è misurato il tempo necessario perchè quantità le termiti formassero 6 raggruppamenti di cibo al variare delle quantità di termiti. - -Si è ipotizzato che formare 6 raggruppamenti richieda un numero di _unità di lavoro_ costante (dipendente dalla disposizione iniziale del cibo). - -Effettuando gli esperimenti, si è verificata questa ipotesi: si è notata una dipendenza inversa tra il numero di tick richiesti e il numero di termiti presenti nel modello secondo la formula `termiti * tick_richiesti = costante` - -Si è riusciti a determinare il valore della costante (con un margine di errore): esso è **~79875 unità di lavoro**. - -##### Dati sperimentali - -| Termiti | Run 1 | Run 2 | Run 3 | Run 4 | Run 5 | Run 6 | Run 7 | Run 8 | Run 9 | Run 10 | Media tick | Media unità di lavoro | -|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---| -| 10 | 7000 | 6000 | 6000 | 7500 | 6000 | 8000 | 9000 | 10000 | 6000 | 7000 | **7250** | **72500** | -| 100 | 700 | 800 | 800 | 700 | 900 | 800 | 900 | 600 | 700 | 700 | **760** | **76000** | -| 250 | 320 | 440 | 360 | 400 | 320 | 440 | 360 | 360 | 240 | 320 | **356** | **89000** | -| 500 | 180 | 160 | 120 | 120 | 180 | 200 | 160 | 240 | 160 | 120 | **164** | **82000** | -| _Media_ | | | | | | | | | | | | _**79875**_ | - -##### Grafico - -![](img/grafico-1-3.png) - -#### Esperimento 4: Variazioni al valore `angolo_virata` - -Si sono misurati i **magazzini formatosi dopo 1000 tick** al variare del parametro `angolo_virata`. - -Dai dati sperimentali si nota che la variazione del numero dei magazzini è pressochè nulla; si può quindi dire che la variazione dell'angolo di virata non influenza il numero magazzini creati dalle termiti. - -##### Dati sperimentali - -|Angolo_virata|Valore medio magazzini| Run 1 | Run 2 | Run 3 | Run 4 | Run 5 | -|---|---|---|---|---|---|---| -|45|5 |6 |5 |6 |5 | **5.4** | -|90|5 |6 |6 |7 |6 | **6.0** | -|135|6 |7 |5 |6 |8 | **6.4** | -|180|7 |7 |6 |6 |6 | **6.4** | -|225|5 |5 |6 |7 |7 | **6.0** | -|270|6 |6 |6 |7 |7 | **6.4** | -|315|5 |6 |6 |7 |5 | **5.8** | -|360|6 |7 |6 |6 |6 | **6.2** | - -#### Grafico - -![](img/grafico-1-4.png) - -## Branches - -Sono disponibili vari branch con variazioni a questo progetto: - -- [`1-group-counter`: Aggiunge conteggio automatico dei magazzini](https://github.com/Steffo99/turtle007/tree/1-group-counter) -- [`1-efficiency-tiredness`: Aggiunge parametri di efficienza e stanchezza alle termiti](https://github.com/Steffo99/turtle007/tree/1-efficiency-tiredness) -- [`1-ticks`: Fa muovere le formiche di una sola unità per ogni tick](https://github.com/Steffo99/turtle007/tree/1-ticks) +Questo progetto estende il progetto [`1-base`](https://github.com/Steffo99/turtle007/tree/1-base) limitando a 1 il numero di passi che le termiti possono effettuare per tick se esse non hanno raccolto cibo. diff --git a/img/grafico-1-1.png b/img/grafico-1-1.png deleted file mode 100644 index fc11ca1..0000000 Binary files a/img/grafico-1-1.png and /dev/null differ diff --git a/img/grafico-1-2.png b/img/grafico-1-2.png deleted file mode 100644 index a381821..0000000 Binary files a/img/grafico-1-2.png and /dev/null differ diff --git a/img/grafico-1-3.png b/img/grafico-1-3.png deleted file mode 100644 index b8f3284..0000000 Binary files a/img/grafico-1-3.png and /dev/null differ diff --git a/img/grafico-1-4.png b/img/grafico-1-4.png deleted file mode 100644 index 2556c95..0000000 Binary files a/img/grafico-1-4.png and /dev/null differ