人工鱼群高级自组织行为研究

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1、万方数据第34卷第10期2008年10月自动化学报ACTAAUToMATICASINICAV01．34，No．10October，2008人工鱼群高级自组织行为研究班晓娟1宁淑荣1涂序彦1摘要在7nXiaoyuan和JohnDavidF-llnge研究工作的基础I二，进一步研究人丁鱼群的高级自组织行为．基于个体人工鱼的行为模型，提出一‘种摹r认知的人工鱼群高级行为自组织方法．该方法中，每条人工鱼被看作一个agent．通过感知外部虚拟环境信息，agent产乍行为意图．人工鱼群的自组织行为通过多个agent『日J的相互作_IlJ涌现形成，如人工鱼群的运动、捕食、逃逸等行为

2、规划，从而体现自然鱼群的乍物特性，实现对自然鱼群岛级行为的逼真模拟．我们殴计和实现的基于认知的人工鱼群动画系统，测试验证了所提出的商级行为自组织办法的有效性．关键词人工鱼群，认知，高级自组织行为，行为规划中图分类号TP242．6ResearchOilAdvancedSelf-organizationBehaviorforArtificialFishSchooiBANXiao-JuanlNINGShu-Ron91TUXu-YanlAbstractBasedonresearchworkofTuandFunge．thead．vancedself-organizationbe

3、haviorsoffishschoolwerefurtherre-searched．Anself-organizationapproachofadvancedbehaviorforartificialfishschoolwaspresentedbasedoncognition．Inthisapproach，eachartificialfishwasregardedasanagent，theself-organizationbehaviorsofartificialfishschoolwereemergedfromtheinteractionsamongmanyagen

4、ts，suchasbehaviorplanningofmotion，predationandescaping．Thebiologiccharacteristicsofnaturalfishschoolwereshown．andtheadvancedbehaviorsofnaturalfishschoolweresimulated．Acognition—basedartificialfishschoolanimationsystemWastestede佑eacionslyusingtheapproachoftheadvancedself-organizationinth

5、ispaper．KeywordsArtificialfishschool，cognition，advancedself-organizationbehavior，behaviorplanningTu[1J利用计算机动画的人工生命方法，创作了人工鱼一“Xiaoyuan7SFish”，以‘'Xiaoyuan7SFish”为基础的相关研究自．：人_丁鱼的自繁衍、自学习、“情+智”协调研究【2】’以及John的认知模型【3】等，这些研究大多集中和：人丁鱼的个体上，旨在提高人工鱼个体的智能水平．然I面，在鱼类的社会中，除J，人T鱼个体的行为以外，还有一类特殊的行为一鱼群的自组织

6、行为，如：鱼群移动时，鱼趋向离度平行的方向；若遭到捕食者攻击，鱼群会相应地发生各种各样的结构变换，如喷泉效应等．对鱼群自组织行为的研究，不仅是人工鱼群体模拟的一个雉点，也足奉文关注的蕈点．需要补充的是，人工鱼群白组织行为有很多，本文中仅对鱼群的运动、避障、逃逸、捕食等做了研究．群体动画模拟的人T生命方法仅仅针对具体的个体建模，群体行为通过个体之间的相互作用涌现而成．比较著名的模型自．Reynolds的bold[4J和Arieldolan的foly．boid和floy都町以看作是自主独立行为的智体(agent)．收稿日期2007-09—11收修改稿日期2007-12—1

7、2ReceivedSeptember11，2007；inrevisedformDecember12，2007同家自然科学基金(60503024)资助SupportedbyNationalNatur-alScienceFoundationofChina(60503024)1．北京科技大学信息丁程学院北京1000831．InformationSchooIofEngineering．UniversityofScienceandTechnologyBeijing，Beijing100083DoI：10．3724／SP．J．1004．2008．01327与此类