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초기 개체군 밀도가 포식자-피식자 생태계 안정성에 미치는 영향
조정희,이상희,Cho, Jung-Hee,Lee, Sang-Hee 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.3
생태계는 다양한 환경 내에 다양한 생물종이 서로 상호작용하고 있는 복잡계이다. 이들 상호작용은 계층적 먹이그물 구조를 이루고 있는데, 많은 경우, 포식자-피식자-식물의 관계를 보여준다. 포식자-피식자 경쟁관계는 시공간적으로 일어나는 현상이기 때문에, 초기시점에서의 개체들 분포와 밀도가 어떠한가는 매우 중요한 정보를 담고 있다. 본 연구에서는, 이들 세 단계 계층구조의 생태계를 간단한 격자 모델로 구성하고 이 모델을 사용하여 각 종의 초기 개체군 밀도가 변함에 따라 생태계 안정성이 어떻게 변하는지를 연구하였다. 격자공간은 $L{\times}L$ 크기의 L(=100) 사각격자로 구성되었다. 식물의 초기 밀도는 0.2로 고정하였다. 시뮬레이션 결과는, 포식자의 밀도가 0.4이하, 피식자의 밀도가 0.5이하일 때 두 종이 공존하는 것을 보여 주었으며, 포식자 밀도가 0.5이상, 피식자 밀도가 0.6 이상의 조건에서는 두 종이 멸종하는 것을 보여 주었다. 공존과 멸종의 두 상태가 접하는 영역의 조건에서는 확률적으로 공존하기도하고 멸종하기도 하는 비선형성이 강한 행동을 보여 주었다. 본 연구를 통해 초기종의 밀도가 생태계 안정성에 매우 중요한 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. The ecosystem is the complex system consisting of various biotic and abiotic factors and the factors interact with each other in the hierarchical predator-prey relationship. Since the competitive relation spatiotemporally occurs, the initial state of population density and species distribution are likely to play an important role in the stability of the ecosystem. In the present study, we constructed a lattice model to simulate the three-trophic ecosystem (predatorprey- plant) and using the model, explored how the ecosystem stability is affected by the initial density. The size of lattice space was $L{\times}L$, (L=100) with periodic boundary condition. The initial density of the plant was arbitrarily set as the value of 0.2. The simulation result showed that predator and prey coexist when the density of predator is less than or equal to 0.4 and the density of prey is less than or equal to 0.5. On the other hand, when the predator density is more than or equal to 0.5 and the density of prey is more than or equal to 0.6, both of predator and prey were extinct. In addition, we found that the strong nonlinearity in the interaction between species was observed in the border area between the coexistence and extinction in the species density space.
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Simulation of Sustainable Co-evolving Predator-Prey System Controlled by Neural Network
Taewoo Lee(이태우),Sookyun Kim(김수균),Yoonsik Shim(심윤식) 한국컴퓨터정보학회 2021 韓國컴퓨터情報學會論文誌 Vol.26 No.9
인공생명체 연구는 자연 생명과 관련된 시스템이나 그 과정들, 진화 등을 평가해 다양한 응용과학 분야에 활용된다. 이러한 인공생명체의 원활한 활동을 위해 물리적 신체 설계와 행동 제어전략을 진화시키는 연구가 활발히 진행되었다. 그러나 형태와 신경망을 공진화시키는 것은 어렵기에 최적화된 움직임을 가진 인공생명체는 한 가지 형태에 한 가지 움직임만을 가지며 주변 환경 상황은 고려하지 않는 것이 대부분이다. 본 논문에서는 포식자-피식자 모델을 이용하여 형태와 신경망을 공진화하는 인공생명체가 환경적응형 움직임을 갖게 한다. 그런 다음 포식자-피식자 계층 구조를 최상위 포식자-중간 포식자-최하위 피식자 3단계로 확장하여 초기 개체군 밀도에 따라 시뮬레이션의 안정성을 판별하며 형태 진화와 개체군 역학 간의 상관관계를 분석한다. Artificial life is used in various fields of applied science by evaluating natural life-related systems, their processes, and evolution. Research has been actively conducted to evolve physical body design and behavioral control strategies for the dynamic activities of these artificial life forms. However, since co-evolution of shapes and neural networks is difficult, artificial life with optimized movements has only one movement in one form and most do not consider the environmental conditions around it. In this paper, artificial life that co-evolve bodies and neural networks using predator-prey models have environmental adaptive movements. The predator-prey hierarchy is then extended to the top-level predator, medium predator, prey three stages to determine the stability of the simulation according to initial population density and correlate between body evolution and population dynamics.
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피식자-포식자 군집행동 모사를 위한 인간 상호작용이 가능한 다중감각 피드백의 시뮬레이터 개발
홍성민(Seongmin Hong),하창수(ChangSu Ha),이동준(Dongjun Lee) 대한기계학회 2014 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2014 No.11
We develop human interactive prey-predator simulation based on collective behavior, which can be used for observation of collective animal behavior. For the simulator, we deploy three flocking rules of Reynolds and add preys’ behavior to avoid predators’ attack, which is not relatively studied comparing to the free-flocking. In addition, we also propose another observed motion in nature, ‘separation-rejoining’ behavior, by modifying the Reynolds rules. Finally, we introduce the preliminary concept of human-interactive simulator interface. This allow the users to operate the predators to observe the preys’ behavior with multi-modal feedback.
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김종찬(Jong Chan Kim),조승일(Seung Il Cho),김응곤(Eung Kon Kim) 한국전자통신학회 2007 한국전자통신학회 논문지 Vol.2 No.2
최근 애니메이션 분야의 군중 환경은 디지털 산업에 필수적인 요소이다. 군중 애니메이션은 가상환경에 존재하는 다수의 캐릭터 움직임을 보다 사실적으로, 보다 효율적으로 보다 쉽게 제공하기 위해 장면의 사실성, 시스템의 성능 그리고 사용자와의 상호작용성 중의 일부를 초점으로 연구되는 캐릭터 애니메이션 기술로 정의한다. 가상환경에서 군중이 이동을 자연스럽게 표현하기 위해서는 군중에 대한 행동 패턴을 설정하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 가상 해저환경에 존재하는 다수의 물고기들의 군중 행동 패턴을 설계하고, FSM 군중 행동 시뮬레이터 시스템을 개발하여 메시 수, 프레임 수, 시간등의 조건을 비교 분석한다. Recently the crowd environment in the department of the animation is necessary to the digital industry. The goal of researching a proper crowd animation is to design character animation that is defined by the reality of scenes, performance of system and interaction with users to show the crowd vividly and effectively in cyber underwater. It is important to set up the crowd behavior patterns to represent for moving crowd naturally in cyber space. In the paper, we expressed the behavior patterns for flocks of fish in cyber underwater, and compared with the number of mesh, the number of fish, the number of frame, elapsed time, and resolution and analyzed them with the fish behavior simulating system.
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생태학적 담론으로 재해석된 일본근대문학 속의 사회상‒시가 나오야 문학을 중심으로‒
한상숙 한국일본근대학회 2023 일본근대학연구 Vol.- No.81
Shiga Naoya gives the image of the weak through small animal that appear in his work, and applies the biological interaction of the jungle. He analyzes the relationship between predation and prey among living things, and also considers the appearance of a society that metaphorically contains the appearance of humans in the appearance of living things. In Mountain Birds, mountain birds, Animal Props are toads and snakes, 5 Props are geckos, sparrows, and cicadas, and On the Afternoon of November 3rd are bees and ducks. These are creatures in a relationship of predation and prey, and they are animals that perform biological acts by preying on and eating each other. Their strong-armed diet is a natural function in the natural world. However, when the law of the weak, such as predation and prey, occurs in human society, it becomes the tyranny of the strong. Shiga had a repulsion towards a society where such strong people existed. However, he does not actively approach the weak. As such, Shiga has negative thoughts about social phenomena, but does not actively mention them and evaluates them as metaphorically showing a distorted society. 시가 나오야는 작품 속에서 등장하는 작은 동물을 통해 약자의 이미지를 부여하여 약육강식의 생물학적 상호 작용을 적용시킨다. 생물 간의 포식-피식의 관계를 분석하고 생물의 모습에 비유적으로 인간의 모습을 담고 있는 사회의 모습도 고찰해본다. 생물 간의 먹이사슬관계를 통해 작가가 사회를 바라보는 인식을 표출하고 있었다. 『산새』에서는 산새, 『동물소품』은 두꺼비와 뱀, 『소품 5개』은 도마뱀붙이, 참새, 매미, 『11월 3일 오후의 일』은 벌과 오리의 소동물들이 등장했다. 이들은 포식과 피식 관계의 생물들로 서로 잡아먹히고 잡아먹는 생물학적 행위를 하는 동물이다. 이들의 약육강식은 자연계에서는 자연스러운 생태학적 작용들이다. 그러나 이러한 포식과 피식 관계와 같은 약육강식이 인간사회에서 일어나면 그건 강자의 횡포이며 폭력이 되는 것이다. 시가는 이러한 강자가 존재하는 사회에 대해 거부감을 갖고 있었다. 그러나 약자에 대해 적극적인 모습으로 다가가지는 않는다. 이처럼 시가는 사회현상에 대해 부정적인 사고를 갖고 있지만 적극적으로 언급하지 않고 비유적으로 뒤트는 사회상을 보여 주고 있다고 평가한다.
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