Java中基于代理的建模 - 动画问题

Question

我正在用 Java 创建一个 agent-based modeling program。

我正在尝试确定动画代理的最佳方式。我见过几个使用网格的示例，允许每个代理一次只占用一个单元格。

我正在寻找更流畅的东西，代理可以在各个方向“流动”穿过窗口。

有什么建议吗？

谢谢！

编辑：

环境将是简单的二维的。从一个代理到数百个代理不等。

我想将代理表示为带有某种方向指示的小圆圈（具体情况无关紧要；关键是代理需要能够旋转）。

第二次编辑：

我目前正在阅读本教程：http://www.giosoft.net/Development/Java-Asteroids-Tutorial.html

看起来它会帮助我完成我想要完成的事情。

Answer 1

您可能想看看MASON。它是一个用于多智能体模拟的开源 Java 平台。一些演示（例如 MAV）展示了如何完全按照您的描述进行操作。

RePast 是另一个可以选择的 Java 平台。

最后，NetLogo 让您的描述变得非常简单。虽然可以将 NetLogo 与其他 Java 代码集成，但它有自己的小语言，可以进行非常快速的开发。

Answer 2

在 2000-2006 年间，我在 Tryllian 工作，这是一家专门从事多代理系统的荷兰公司。该公司现在不活跃。

Tryllian 的第一个想法是构建基于代理的搜索设备（称为 Gossip）。它有一个图形客户端应用程序，带有许多颜色鲜艳的圆形代理和可爱的眼睛。每个特工的背部都有一个空隙，可以拖出一个“背包”。背包可以包含一个搜索查询和许多搜索结果（URL、文档、图像等）。要进行搜索，用户必须将一个背着准备好的背包的特工拖到“互联网门户”上，这是一种科幻电影中星空背景的登陆舱门。然后，代理将被“传送”到 Tryllian 服务器，在那里它会被服务器上的“管家代理”引导到“主题室”。在房间里，它可以与其他代理交互并交换搜索兴趣和结果。看来你仍然可以下载八卦here。

后来 Tryllian 决定开发一种代理开发工具包 (ADK)，使用它可以更轻松地创建像 Gossip 这样的代理应用程序。它为编程代理行为提供了一个基于任务的模型。您的代理会收到很多事件（agentStarted 等），并且在事件处理程序中可以添加任务，这些任务反过来也会收到事件（taskStarted 等），并且可以安排更复杂的行为（可能以子任务的形式）。 API 做得非常好。

在我看来，ADK 的关键特性是它提供的代码移动性；代理不仅可以在其本地 ARE（代理运行时环境）上的虚拟房间之间移动，还可以移动到另一台服务器。这涉及到类序列化和多类加载器解决方案，这在当时是非常具有革命性的（我们喜欢这样想）。此功能支持将代码带到数据中的设计，而不必到处传递数据（我所知道的大多数企业系统的主要功能仍然是传递数据）。例如，Tryllian 开发了一个远程审计应用程序，它允许审计公司的分析人员将审计规则编码到代理中，并将其安全地发送到客户的服务器以监控流程。

我会在这个答案开始之前停止真的长（-;

这可能比您现在想要实现的要多一点。如果您可以更具体地提出您的问题，我可以就如何设置您的多代理系统提供一些建议（如何为代理之间的消息传递建模也是一个非常有趣的话题 - 哦，对不起，我说过我会停下来。 ..)。

您的多代理系统的目的是什么？代理会做什么？它会在一台机器上运行，还是分布式？代理的行为/规则是硬编码的、可配置的还是完全动态的？

最后一个建议：考虑建模简单代理的合理起点是sense-plan-act，它通常与机器人相关联。

编辑：回复您的评论

Tryllian 代理模型更侧重于消息传递，而不是与模拟物理环境的紧密交互。查看您发布的示例站点，性能似乎非常重要，尤其是当代理数量增加时。您不会利用 Tryllian 代理的优势：代码移动性、基于任务的编程、通用性，因此我认为它不是此类模拟的最佳工具。

您提到了“网格”与“平滑”方法。我认为在计算机模拟中，您总是需要在某种离散的坐标系统中表示代理的大小、坐标、速度和方向。因此总会有某种网格，但您可以将“单元格”变小以使其看起来更平滑。

也许在游戏领域可以找到一些有用的资源？ （精灵、碰撞检测等）

祝你好运，玩得开心！

Answer 3

我不知道你到底在问什么。也许您正在问（或打算问）这三个问题？

1. “对于我的基于代理的模型，我应该如何在空间中表示我的代理？”

   在进行基于代理的建模时，您必须以对您的领域有意义的方式设计您的模拟。除非他们对您的领域有所了解，否则这里没有人可以就如何选择空间给您一个合理的答案。

   您可能会使用 2 或 3 维可视化。您可能想要使用环形空间。您可以强加一个网格（例如离散的 x 和 y 维度），或者您可以允许连续空间。你可能有一些关于邻近性的规则（例如，一次只有一个代理可以占用一个网格空间）。您可能想遵循其他一些规则。

   同样，关键是找到一组对您的域有意义的规则。我建议找到最简单的规则集，这些规则仍然可以创建对您的模型至关重要的行为类型。

2. “我应该考虑哪些基于 Java 的动画库？”

   一旦您确定了基于代理的模型的空间方面，然后您将准备好决定使用哪些技术来显示它。这是一个广泛的主题，但我建议您查看 Processing、Piccolo2D、JavaFX、Java 2D 和 Java 3D。

   实际上，这个问题比我上面所说的要广泛一些。您可能会关心的不仅仅是动画。基于代理的模型可以由 GUI 和/或命令行界面驱动。如果您想要一个 GUI，您将需要各种输入控件，以便可以调整模型参数。您至少需要考虑 Swing 和 JavaFX。

3. “我应该使用哪些工具包或库来帮助我构建基于代理的模型？”

   Wikipedia comparison of agent-based modeling tools 是迄今为止我见过的最全面的列表，但它可能会让您不知所措。根据我的经验，同事和同行倾向于使用以下一项或多项：NetLogo、RePast Simphony、AnyLogic 或 MASON。有些人（包括我自己）经常发现自己动手做起来更快。如果你走这条路，我强烈建议你看看 Ruby、Scala 或 Python 等高级语言，让自己专注于领域逻辑而不是低级语言细节。