228 |
242 |
299 |
300 |
301 | Primaten – erweiterte Kultursimulation
243 |Eine agentenbasierte Simulation zur Erforschung kultureller Dynamiken in Primatengruppen
244 |An agent-based simulation for exploring cultural dynamics in primate groups
245 | 246 |
247 |
298 |
248 |
265 |
266 |
249 | 
250 |
264 |
250 | Primaten-Simulation
251 |252 | Primaten-Simulation: Kulturelle Dynamiken in Sozialverbänden: 253 | Diese erweiterte Simulation modelliert kulturelle Übertragungsprozesse unter Ressourcenlimitierung. Jedes Individuum verfügt über multiple kulturelle Merkmale (kulturelle Hybridisierung). Männchen etablieren Dominanzhierarchien, die durch lokale Ressourcenverfügbarkeit moduliert werden, während Weibchen kulturelle Kontinuität durch assortative Paarung fördern. Das System untersucht die Bedingungen für friedliche Koexistenz versus kompetitive Verdrängung. 254 |
255 | 256 |257 | Primate Simulation: Cultural Dynamics in Social Groups: 258 | This advanced simulation models cultural transmission processes under resource constraints. Each individual possesses multiple cultural traits (cultural hybridization). Males establish dominance hierarchies modulated by local resource availability, while females promote cultural continuity through assortative mating. The system examines conditions for peaceful coexistence versus competitive exclusion. 259 |
260 |
261 | Mehr erfahren / Learn more
262 |
263 |
267 |
281 |
282 |
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269 |
280 |
269 | PNG Export
270 |271 | Die Simulation ermöglicht den Export der Diagramme als PNG-Bilder. Diese Funktion erlaubt es, den Verlauf der kulturellen Entwicklung visuell festzuhalten und für Präsentationen oder Analysen zu verwenden. Die Diagramme zeigen die Verteilung der Kulturen über die Zeit. 272 |
273 |274 | The simulation allows exporting diagrams as PNG images. This function enables capturing the course of cultural development visually for use in presentations or analyses. The diagrams show the distribution of cultures over time. 275 |
276 |
277 | Mehr erfahren / Learn more
278 |
279 |
283 |
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296 |
285 | CSV Export
286 |287 | Mit dem CSV-Export können die Simulationsdaten für weitergehende statistische Analysen gespeichert werden. Die exportierten Daten enthalten Informationen zur Populationsgröße und zur Verteilung der Kulturen zu jedem Zeitpunkt der Simulation. 288 |
289 |290 | With the CSV export, simulation data can be saved for further statistical analyses. The exported data contains information on population size and the distribution of cultures at each point in time of the simulation. 291 |
292 |
293 | Mehr erfahren / Learn more
294 |
295 |
302 |
370 |
371 |
380 |
381 |
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699 |
700 |
701 |
--------------------------------------------------------------------------------
/primatenOpt.py:
--------------------------------------------------------------------------------
1 | #!/usr/bin/env python3
2 | """
3 | Primaten – erweiterte Kultursimulation mit GUI
4 | Eine agentenbasierte Simulation zur Erforschung kultureller Dynamiken in Primatengruppen
5 | Optimierte Version mit 5 Erweiterungen:
6 | 1. Kulturelle Hybridisierung
7 | 2. Macht-Puffer für Kulturwechsel
8 | 3. Weibliche Affinität bei Partnerwahl
9 | 4. Ressourcen-System
10 | 5. Kulturelle Toleranz
11 | """
12 |
13 | import tkinter as tk
14 | from tkinter import ttk, messagebox, filedialog
15 | import numpy as np
16 | import random
17 | from datetime import datetime
18 | import csv
19 | from PIL import Image, ImageTk, ImageDraw
20 | import threading
21 | import time
22 |
23 | class Primat:
24 | """Klasse für einen einzelnen Primaten mit erweiterten Eigenschaften"""
25 | def __init__(self, status=0, alter=0, geschlecht=0, kultur=0, kultur2=0, macht=0):
26 | self.status = status # 0=kein Primat, 1=jung, 2=erwachsen
27 | self.alter = alter # in Ticks
28 | self.geschlecht = geschlecht # 1=weiblich, 2=männlich
29 | self.kultur = kultur # Primärkultur (1-9)
30 | self.kultur2 = kultur2 # Sekundärkultur - NEU: Hybridisierung
31 | self.macht = macht # Sozialer Einfluss (1-9)
32 |
33 | class PrimatenSimulation:
34 | """Hauptklasse für die Primaten-Simulation mit 5 Erweiterungen"""
35 |
36 | def __init__(self, breite=40, hoehe=40, initial_dichte=0.1):
37 | self.breite = breite
38 | self.hoehe = hoehe
39 | self.raum = np.empty((hoehe, breite), dtype=object)
40 | self.ressourcen = np.zeros((hoehe, breite), dtype=int) # NEU: Ressourcen-Ebene
41 | self.tick_index = 0
42 | self.history = []
43 | self.max_history = 5000
44 | self.kultur_farben = [
45 | None, '#e6194B', '#3cb44b', '#ffe119', '#4363d8',
46 | '#f58231', '#911eb4', '#46f0f0', '#f032e6', '#bcf60c'
47 | ]
48 | # NEU: Kulturelle Toleranz-Werte
49 | self.kultur_toleranz = [None, 0.2, 0.8, 0.4, 0.9, 0.5, 0.1, 0.7, 0.3, 0.6]
50 |
51 | self.initialisiere_raum(initial_dichte)
52 | self.initialisiere_ressourcen() # NEU: Ressourcen initialisieren
53 |
54 | def initialisiere_ressourcen(self):
55 | """Initialisiert die Ressourcen-Ebene"""
56 | for y in range(self.hoehe):
57 | for x in range(self.breite):
58 | self.ressourcen[y][x] = random.randint(0, 5) # 0-5 Ressourcen pro Zelle
59 |
60 | def initialisiere_raum(self, dichte=0.1):
61 | """Initialisiert den Raum mit zufällig verteilten Primaten"""
62 | for y in range(self.hoehe):
63 | for x in range(self.breite):
64 | if random.random() < dichte:
65 | # Zufällige Eigenschaften für neuen Primaten
66 | geschlecht = 1 if random.random() < 0.5 else 2
67 | kultur = random.randint(1, 9)
68 | kultur2 = random.randint(1, 9) # NEU: Sekundärkultur
69 | macht = random.randint(1, 9)
70 | self.raum[y][x] = Primat(1, 0, geschlecht, kultur, kultur2, macht)
71 | else:
72 | self.raum[y][x] = Primat()
73 |
74 | self.tick_index = 0
75 | self.history = []
76 | self.berechne_statistik()
77 |
78 | def nachbarn(self, x, y):
79 | """Gibt die 8 Nachbarn einer Position zurück (toroidale Geometrie)"""
80 | nachbarn_pos = []
81 | for dy in [-1, 0, 1]:
82 | for dx in [-1, 0, 1]:
83 | if dx == 0 and dy == 0:
84 | continue
85 | nx = (x + dx) % self.breite
86 | ny = (y + dy) % self.hoehe
87 | nachbarn_pos.append((self.raum[ny][nx], nx, ny))
88 | return nachbarn_pos
89 |
90 | def kulturelle_naehe(self, p1, p2):
91 | """NEU: Berechnet kulturelle Ähnlichkeit zwischen zwei Primaten"""
92 | if (p1.kultur == p2.kultur or p1.kultur == p2.kultur2 or
93 | p1.kultur2 == p2.kultur or p1.kultur2 == p2.kultur2):
94 | return 1
95 | return 0
96 |
97 | def kind_erzeugen(self, mutter, vater):
98 | """NEU: Erweitert - Kind erbt Primärkultur von Mutter, Sekundärkultur von Vater"""
99 | geschlecht = 1 if random.random() < 0.5 else 2
100 | return Primat(1, 0, geschlecht, mutter.kultur, vater.kultur, vater.macht)
101 |
102 | def get_nachbar_ressourcen(self, x, y):
103 | """NEU: Berechnet lokale Ressourcen-Konzentration"""
104 | sum_r = self.ressourcen[y][x]
105 | nachbarn = self.nachbarn(x, y)
106 | for nb, nx, ny in nachbarn:
107 | sum_r += self.ressourcen[ny][nx]
108 | return min(10, sum_r // 5) # Normiert auf 0-10
109 |
110 | def check_isolation(self, primat, x, y):
111 | """NEU: Prüft kulturelle Isolation unter Berücksichtigung der Toleranz"""
112 | if primat.status <= 0 or primat.kultur <= 0:
113 | return False
114 |
115 | nachbarn = self.nachbarn(x, y)
116 | fremde_nachbarn = 0
117 |
118 | for nb, nx, ny in nachbarn:
119 | if nb.status > 0 and nb.kultur > 0:
120 | if not self.kulturelle_naehe(primat, nb):
121 | fremde_nachbarn += 1
122 |
123 | isolationsgrad = fremde_nachbarn / 8.0
124 | toleranz = self.kultur_toleranz[primat.kultur]
125 | sterbewahrscheinlichkeit = isolationsgrad * (1 - toleranz)
126 |
127 | return random.random() < sterbewahrscheinlichkeit
128 |
129 | def neue_generation(self, x, y):
130 | """Berechnet den neuen Zustand für eine Position mit allen 5 Erweiterungen"""
131 | aktuell = self.raum[y][x]
132 | nachbarn = self.nachbarn(x, y)
133 | nachbarn_primaten = [nb for nb, nx, ny in nachbarn]
134 |
135 | # Kopie des aktuellen Zustands
136 | neu = Primat(aktuell.status, aktuell.alter, aktuell.geschlecht,
137 | aktuell.kultur, aktuell.kultur2, aktuell.macht)
138 |
139 | # NEU: Ressourcen-Verbrauch und Regeneration
140 | if neu.status > 0 and self.ressourcen[y][x] > 0:
141 | self.ressourcen[y][x] -= 1
142 | else:
143 | self.ressourcen[y][x] = min(5, self.ressourcen[y][x] + 1)
144 |
145 | # Alterungsprozess
146 | if neu.status > 0:
147 | if random.random() < 0.8:
148 | neu.alter += 1
149 | if neu.alter > 19:
150 | neu.status = 0 # Tod
151 | elif neu.alter >= 3 and neu.status == 1:
152 | neu.status = 2 # Erwachsen werden
153 |
154 | # NEU: Kulturelle Isolation (Tod durch fehlende Toleranz)
155 | if neu.status > 0 and self.check_isolation(neu, x, y):
156 | return Primat()
157 |
158 | # Geburt neuer Primaten
159 | if neu.status == 0:
160 | weibchen = [p for p in nachbarn_primaten if p.status == 2 and p.geschlecht == 1]
161 | maennchen = [p for p in nachbarn_primaten if p.status == 2 and p.geschlecht == 2]
162 |
163 | # NEU: Weibliche Affinität bei Partnerwahl
164 | if weibchen and maennchen and random.random() < 0.25:
165 | # Finde bestes Paar basierend auf Macht und kultureller Nähe
166 | bestes_paar = None
167 | bester_score = -1
168 |
169 | for w in weibchen:
170 | for m in maennchen:
171 | affinitaet = self.kulturelle_naehe(w, m)
172 | score = 0.8 * m.macht + 0.2 * affinitaet * 9
173 | if score > bester_score:
174 | bester_score = score
175 | bestes_paar = (w, m)
176 |
177 | if bestes_paar:
178 | return self.kind_erzeugen(bestes_paar[0], bestes_paar[1])
179 |
180 | # Spontane Entstehung (Migration)
181 | if random.random() < 0.0005:
182 | geschlecht = 1 if random.random() < 0.5 else 2
183 | kultur = random.randint(1, 9)
184 | kultur2 = random.randint(1, 9)
185 | macht = random.randint(1, 9)
186 | return Primat(1, 0, geschlecht, kultur, kultur2, macht)
187 |
188 | # Kulturelle Beeinflussung (nur erwachsene Männchen)
189 | if neu.status == 2 and neu.geschlecht == 2:
190 | # NEU: Ressourcen-Bonus für Machtgewinn
191 | res_bonus = self.get_nachbar_ressourcen(x, y) / 10.0
192 |
193 | staerkere = [p for p in nachbarn_primaten
194 | if p.status == 2 and p.geschlecht == 2 and p.macht > neu.macht]
195 |
196 | if staerkere:
197 | einflussreichster = max(staerkere, key=lambda p: p.macht)
198 |
199 | # NEU: Macht-Puffer - nur bei großem Unterschied
200 | if einflussreichster.macht > neu.macht + 3 and random.random() < 0.3:
201 | neu.kultur = einflussreichster.kultur
202 | neu.kultur2 = einflussreichster.kultur2
203 | neu.macht = max(1, neu.macht - 1)
204 | else:
205 | # NEU: Machtgewinn durch Ressourcen
206 | neu.macht = min(9, neu.macht + 0.1 + res_bonus * 0.2)
207 |
208 | return neu
209 |
210 | def tick(self):
211 | """Führt einen Simulationsschritt durch"""
212 | neuer_raum = np.empty((self.hoehe, self.breite), dtype=object)
213 |
214 | for y in range(self.hoehe):
215 | for x in range(self.breite):
216 | neuer_raum[y][x] = self.neue_generation(x, y)
217 |
218 | self.raum = neuer_raum
219 | self.tick_index += 1
220 | return self.berechne_statistik()
221 |
222 | def berechne_statistik(self):
223 | """Berechnet Statistiken über die aktuelle Population"""
224 | kultur_zaehler = [0] * 9
225 | gesamt_population = 0
226 |
227 | for y in range(self.hoehe):
228 | for x in range(self.breite):
229 | p = self.raum[y][x]
230 | if p.status > 0 and p.kultur > 0:
231 | # Zähle Primärkultur
232 | kultur_zaehler[p.kultur - 1] += 1
233 | # NEU: Zähle Sekundärkultur wenn verschieden
234 | if p.kultur2 > 0 and p.kultur2 != p.kultur:
235 | kultur_zaehler[p.kultur2 - 1] += 1
236 | gesamt_population += 1
237 |
238 | # Anteile berechnen (kann jetzt >1 sein wegen doppelter Zählung)
239 | sum_kulturen = sum(kultur_zaehler)
240 | anteile = [count / sum_kulturen if sum_kulturen > 0 else 0
241 | for count in kultur_zaehler]
242 |
243 | # Zur Historie hinzufügen
244 | datenpunkt = {
245 | 'tick': self.tick_index,
246 | 'population': gesamt_population,
247 | 'anteile': anteile.copy(),
248 | 'kultur_counts': kultur_zaehler.copy()
249 | }
250 |
251 | self.history.append(datenpunkt)
252 | if len(self.history) > self.max_history:
253 | self.history.pop(0)
254 |
255 | return anteile, gesamt_population
256 |
257 | def monokultur_erkannt(self, anteile, population):
258 | """Prüft, ob eine Monokultur erreicht wurde"""
259 | if population < 10:
260 | return False, None
261 |
262 | max_anteil = max(anteile)
263 | if max_anteil >= 0.995:
264 | dominante_kultur = anteile.index(max_anteil) + 1
265 | return True, dominante_kultur
266 |
267 | return False, None
268 |
269 | def export_csv(self, dateiname=None):
270 | """Exportiert die Simulationsdaten als CSV"""
271 | if not dateiname:
272 | zeitstempel = datetime.now().strftime("%Y%m%d_%H%M%S")
273 | dateiname = f"kulturverlauf_{zeitstempel}.csv"
274 |
275 | with open(dateiname, 'w', newline='', encoding='utf-8') as csvfile:
276 | writer = csv.writer(csvfile)
277 | # Header schreiben
278 | header = ['tick', 'population'] + [f'kultur_{i+1}' for i in range(9)]
279 | writer.writerow(header)
280 |
281 | # Daten schreiben
282 | for eintrag in self.history:
283 | zeile = [eintrag['tick'], eintrag['population']]
284 | zeile.extend([f"{a:.5f}" for a in eintrag['anteile']])
285 | writer.writerow(zeile)
286 |
287 | return dateiname
288 |
289 | class PrimatenGUI:
290 | """Grafische Benutzeroberfläche für die Primaten-Simulation"""
291 |
292 | def __init__(self, root):
293 | self.root = root
294 | self.root.title("Primaten – erweiterte Kultursimulation (Optimiert)")
295 | self.root.geometry("1200x800")
296 |
297 | # Simulation initialisieren
298 | self.simulation = PrimatenSimulation(40, 40, 0.1)
299 | self.laufend = False
300 | self.tick_intervall = 150 # ms
301 |
302 | # GUI-Elemente erstellen
303 | self.erste_gui()
304 | self.aktualisiere_anzeige()
305 |
306 | def erste_gui(self):
307 | """Erstellt die grafische Benutzeroberfläche"""
308 | # Hauptframe
309 | main_frame = ttk.Frame(self.root, padding="10")
310 | main_frame.grid(row=0, column=0, sticky=(tk.W, tk.E, tk.N, tk.S))
311 |
312 | # Konfiguration der Grid-Gewichtung
313 | self.root.columnconfigure(0, weight=1)
314 | self.root.rowconfigure(0, weight=1)
315 | main_frame.columnconfigure(1, weight=1)
316 | main_frame.rowconfigure(1, weight=1)
317 |
318 | # Steuerungsbereich oben
319 | control_frame = ttk.LabelFrame(main_frame, text="Simulationssteuerung", padding="5")
320 | control_frame.grid(row=0, column=0, columnspan=2, sticky=(tk.W, tk.E), pady=(0, 10))
321 |
322 | # Buttons
323 | btn_frame = ttk.Frame(control_frame)
324 | btn_frame.grid(row=0, column=0, sticky=tk.W)
325 |
326 | ttk.Button(btn_frame, text="🔀 Zufallsverteilung",
327 | command=self.zufallsverteilung).grid(row=0, column=0, padx=(0, 5))
328 | ttk.Button(btn_frame, text="▶ Start",
329 | command=self.start_simulation, style="Accent.TButton").grid(row=0, column=1, padx=5)
330 | ttk.Button(btn_frame, text="⏸ Stopp",
331 | command=self.stopp_simulation).grid(row=0, column=2, padx=5)
332 |
333 | # Einstellungen
334 | settings_frame = ttk.Frame(control_frame)
335 | settings_frame.grid(row=0, column=1, sticky=tk.E)
336 |
337 | self.auto_stopp_var = tk.BooleanVar()
338 | ttk.Checkbutton(settings_frame, text="Auto-Stopp bei Monokultur",
339 | variable=self.auto_stopp_var).grid(row=0, column=0, padx=5)
340 |
341 | self.zeige_population_var = tk.BooleanVar(value=True)
342 | ttk.Checkbutton(settings_frame, text="Population anzeigen",
343 | variable=self.zeige_population_var).grid(row=0, column=1, padx=5)
344 |
345 | # Geschwindigkeits-Steuerung
346 | speed_frame = ttk.Frame(control_frame)
347 | speed_frame.grid(row=1, column=0, columnspan=2, sticky=(tk.W, tk.E), pady=(5, 0))
348 |
349 | ttk.Label(speed_frame, text="Geschwindigkeit:").grid(row=0, column=0, padx=(0, 5))
350 | self.speed_var = tk.StringVar(value="150")
351 | speed_combo = ttk.Combobox(speed_frame, textvariable=self.speed_var,
352 | values=["50", "100", "150", "250", "400"],
353 | state="readonly", width=8)
354 | speed_combo.grid(row=0, column=1, padx=5)
355 | speed_combo.bind('<Primaten-Kultursimulation
303 | 304 |
305 |
306 |
307 |
308 |
309 |
310 |
311 |
312 |
321 |
322 |
327 |
328 |
329 |
330 |
331 |
332 |
336 |
337 | Population: –
333 | Tick: 0
334 | Dominante Kultur: –
335 |
338 |
369 |
339 |
353 |
354 |
340 |
352 |
341 |
342 |
343 |
344 |
345 |
346 |
347 |
348 |
349 |
350 |
351 |
355 |
368 |
356 |
364 |
367 | Legende — Geschlecht & Alter
357 |
358 |
363 | weiblich, jung
359 | männlich, jung
360 | weiblich, erwachsen
361 | männlich, erwachsen
362 | 364 |
Kulturfarben
365 |
366 |