Gamegrid

Langton Ameisen-Simulation

Christopher Langton ist ein Mitbegründer der Forschungsdisziplin "Artifical Live", die sich mit der Simulation von Lebewesen befasst. Seine Ameisen-Simulation ist ein Beispiel dafür, dass ein chaotisches System zu einer geordneten Struktur führen kann.

Das System verhält sich nach folgendem Algorithmus:
Eine Ameise befindet sich auf einem weissen Raster. Ihre Bewegungsrichtung ist gegen Norden. In jedem Simulationsschritt bewegt sie sich um ein Feld in ihre derzeitige Bewegungsrichtung. Dazu gelten folgende Regeln:

Ist das Feld weiss, so färbt sie es schwarz und dreht sich um 90 Grad nach rechts
Ist das Feld schwarz, so färbt sie es weiss und dreht sich um 90 Grad nach links

Schon nach kurzer Zeit bildet sich ein unerwartetes Muster.

Programmcode:

// Langton.java

import ch.aplu.jgamegrid.*;
import java.awt.Color;

public class Langton extends GameGrid
{
  private final Actor ant = new Actor(true, "sprites/ant.gif");
  private final String title = "JGameGrid - Langton's Ant. # Steps: ";

  public Langton()
  {
    super(100, 100, 6, new Color(240, 240, 240), true);
    setSimulationPeriod(10);
    setBgColor(Color.white);
    addActor(ant, new Location(50, 50), -90);
    reset();
    show();
  }

  public void reset()
  {
    getBg().clear();
    setTitle(title + getNbCycles());
  }

  public void act()
  {
    setTitle(title + (getNbCycles() + 1));
    Location loc = ant.getLocation();
    GGBackground bg = getBg();
    Color c = bg.getColor(loc);
    if (c.equals(Color.white))
    {
      bg.fillCell(loc, Color.black, false);
      ant.setDirection(ant.getDirection() + 90);
    }
    else
    {
      bg.fillCell(loc, Color.white, false);
      ant.setDirection(ant.getDirection() - 90);
    }
    ant.move(1);
    if (ant.isNearBorder())
      doPause();
  }

  public static void main(String[] args)
  {
    new Langton();
  }
}