Реализация и исследование моделей поведения кооперирующихся агентов

Настоящая работа посвящена разработке программного обеспечения для реализации и изучения модели выживания агентов в среде с ограниченными ресурсами. Исследование представляет две вариации модели, основанных на принципах модели Лотки-Вольтерра. Построение модели выполняется методами многоагентного имитационного моделирования. Первая модель описывает среду, ограниченную окружностью, с двумя временными стадиями: день и ночь. В среде взаимодействуют три типа агентов: собиратели, воины и воры. Каждый из этих типов агентов обладает уникальным способом получения ресурсов для обеспечения своего выживания. Основной целью первой модели является анализ и определение динамики взаимодействия между агентами различных типов. Вторая модель основана на первой и представляет собой ее модификацию с разделением популяции агентов на кланы. Ресурсы, собранные агентами, равномерно распределяются между всеми членами клана, а распределение ролей новых агентов зависит от параметров клана. Основной целью второй модели является исследование и определение взаимодействия агентов в совокупности. Реализация симулятора включает в себя графический интерфейс, предоставляющий визуализацию движения агентов и изменений в окружающей среде. Среда моделируется с использованием языка программирования Java и фреймворка LibGDX для обеспечения кроссплатформенности и эффективной работы с множеством агентов. В симулятор внедрена система управления, позволяющая редактировать параметры модели и сохранять конфигурации для более гибкого проведения экспериментов. Полученные результаты исследования предоставляют данные о динамике взаимодействия кооперирующихся агентов в ограниченной среде. Они также могут служить основой для будущих исследований в экологической и социологической областях, позволяя лучше понять влияние распределения ролей агентов на динамику сообщества.

The present work is devoted to the development of software to implement and study a model of agent survival in a resource-constrained environment. The study presents two variations of the model based on the principles of the Lotka-Volterra model. The construction of the model is performed by multi-agent simulation modelling methods. The first model describes an environment bounded by a circle, with two time stages: day and night. Three types of agents interact in the environment: collectors, warriors and thieves. Each of these types of agents has a unique way of obtaining resources to ensure their survival. The main purpose of the first model is to analyse and determine the dynamics of interaction between agents of different types. The second model is based on the first model and is a modification of it by dividing the population of agents into clans. The resources collected by agents are evenly distributed among all clan members, and the distribution of roles of new agents depends on the clan parameters. The main goal of the second model is to study and determine the interaction of agents in the population. The simulator implementation includes a graphical interface that provides visualisation of agent movement and changes in the environment. The environment is modelled using the Java programming language and the LibGDX framework to ensure cross-platform and efficient operation with multiple agents. A control system is implemented in the simulator that allows editing model parameters and saving configurations for more flexible experimentation. The results of the study provide data on the dynamics of interaction between cooperating agents in a constrained environment. They can also serve as a basis for future research in ecological and sociological fields, allowing for a better understanding of the influence of agent role allocation on community dynamics.