# 粘菌シミュレーター実装
```topology
space SlimeMoldSimulation {
// シミュレーション空間の定義
properties {
dimension: 2
bounded: true
discrete: true
periodic: true // 境界の周期性
}
// 環境グリッドの形状定義
shape Environment {
grid: Array<Array<Cell>>
width: Number
height: Number
properties {
diffusive: true // 化学物質の拡散
discrete: true // 格子状の空間
}
}
// セルの状態定義
shape Cell {
position: Vector2D
state: CellState
pheromone: Number // フェロモン濃度
nutrients: Number // 栄養量
properties {
neighborhood: moore // 8近傍
interactive: true // 周囲との相互作用
}
}
// 粘菌の個体定義
shape SlimeMold {
cells: Collection<Position> // 粘菌が占めるセル群
energy: Number // エネルギー量
growth_rate: Number // 成長率
properties {
adaptive: true // 環境への適応性
mobile: true // 移動能力
}
}
// フェロモン拡散の写像
mapping diffuse_pheromones(env: Environment) {
properties {
continuous: true
parallel: true
}
path {
for each cell in parallel {
calculate_diffusion ->
update_concentration
}
}
}
// 粘菌の成長と移動の写像
mapping grow_and_move(mold: SlimeMold, env: Environment) {
properties {
adaptive: true
energy_based: true
}
path {
// 周囲の環境を感知
sense_environment ->
// 成長方向の決定
when energy > growth_threshold {
analyze_gradients ->
choose_direction ->
extend_pseudopod
}
// 栄養の取り込み
absorb_nutrients ->
update_energy
// 自己複製の判定
when energy > reproduction_threshold {
initiate_division ->
allocate_resources ->
create_offspring
}
}
}
// メインのシミュレーションループ
mapping simulate(steps: Number) {
path {
initialize_environment ->
place_food_sources ->
place_initial_molds
for step in range(steps) {
parallel {
// 環境の更新
diffuse_pheromones ->
update_nutrients
// 粘菌の行動
for each mold in parallel {
grow_and_move ->
check_reproduction ->
update_state
}
}
// 状態の記録
record_state ->
visualize_state
}
}
}
// 環境の初期化
mapping initialize_environment() -> Environment {
path {
create_grid ->
setup_boundaries ->
initialize_nutrients
}
}
// 栄養源の配置
mapping place_food_sources(env: Environment, sources: Number) {
path {
for count in range(sources) {
generate_position ->
validate_position ->
place_nutrients
}
}
}
// 粘菌の行動ルール
shape BehaviorRules {
// 成長の閾値
growth_threshold: Number
// 分裂の閾値
division_threshold: Number
// フェロモンの減衰率
pheromone_decay: Number
// エネルギー消費率
energy_consumption: Number
}
// 視覚化用の写像
mapping visualize(env: Environment) {
path {
create_color_map ->
render_grid ->
highlight_molds ->
show_nutrients
}
}
}
// シミュレーションの実行設定
shape SimulationConfig {
grid_size: Vector2D(256, 256) // グリッドサイズ
initial_molds: 5 // 初期粘菌数
food_sources: 20 // 栄養源の数
simulation_steps: 1000 // シミュレーションステップ数
// 行動パラメータ
behavior: BehaviorRules {
growth_threshold: 0.3
division_threshold: 0.8
pheromone_decay: 0.05
energy_consumption: 0.01
}
}
```
## シミュレーションの特徴
1. **環境モデル**
- 2次元格子空間
- フェロモン拡散
- 栄養分布
2. **粘菌の挙動**
- 化学誘引物質への走性
- エネルギーベースの成長
- 条件付き自己複製
3. **相互作用**
- フェロモンによる通信
- 栄養の競合
- 環境との相互作用
4. **並列処理**
- セル更新の並列化
- 粘菌個体の並列処理
- フェロモン拡散の並列計算