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【MASの教材】病気の流行
- 1. 病気の流行 テ ー マ １ 難 易 度 ： ★ ★ ★ ☆ ☆
- 2. 目次 1. 準備作業１：空間の作成と変数の設定 → Jump! 2. 準備作業２：エージェントの作成と変数の設定 → Jump! 3. 準備作業３：マップ出力の設定 → Jump! 4. 準備作業４：コントロールパネルの設定 → Jump! 5. プログラム１：Univ_Initのプログラム → Jump! 6. 実行してみよう１：マップ出力によるエージェントの初期配置の確認 → Jump! 7. プログラム２：Agt_Stepのプログラム → Jump! 8. 実行してみよう２：マップ出力による感染の様子の確認 → Jump! 9. プログラム３：Univ_Step_Endのプログラム → Jump! 10. 準備作業５：時系列グラフの出力設定 → Jump! 11. 実行してみよう３：時系列グラフによる病人の割合の確認 → Jump! 12. 発展課題（研究のヒント）→ Jump!
- 3. 準備作業１ • Universeの下に作成する – 「空間」 • 空間名：society →『社会』 • 空間種別：連続空間 • 空間の大きさ：X=50, Y=50 • ループする：チェック – 「変数」 • 変数名：pop →『人口数』
- 4. 準備作業２ • societyの下に作成する – 「エージェント」 • エージェント型名：person →『人』 • personの下に作成する – 「変数」 • 変数名：condition →『健康状態』
- 7. プログラム１ def univ_init(self): for i in range(Universe.pop): one = create_agt(Universe.society.person) # エージェントを生成する if rand() < 0.01: # 1%の確率で one.condition = COLOR_RED # エージェント健康状態：発熱（赤色） else: one.condition = COLOR_CYAN # エージェント健康状態：健康（水色） people = make_agtset(Universe.society.person) # 全エージェントをpeopleに代入 random_put_agtset(people) # people集合をランダムに配置
- 8. 実行してみよう１ • 再生ボタンを押して，マップ出力を確認する • 完了したら「infection_01」という名前で保存する personエージェン トが変数pop (人 口数)の数だけ生 成されているか？ 1%の割合で赤色 (健康状態の悪い) エージェントが生 成されているか？ 人口数をスライド させて，マップ出 力の変化を観察し てみよう 再生ボタン
- 9. プログラム２ def agt_step(self): if self.condition == COLOR_CYAN: # 自分が健康であれば neighbor = self.make_agtset_around_own(2, False) # 変数neighborからエージェントを # 一人ずつ取り出して変数oneに格納する for one in neighbor: if one.condition == COLOR_RED: if rand() < 0.3: # 30%の確率で self.condition = COLOR_RED ① ② self.make_agtset_around_ow n ・連続空間上で指定した視野の範囲 内にいるエージェントの集合を返す ①視野の広さ ②Falseのときエージェント集合に自 分を含まず、Trueのとき含む
- 11. プログラム３ def univ_step_end(self): Universe.number = 0 # Universe.society空間にいる全エージェントをpeopleに格納する people = make_agtset(Universe.society.person) # peopleからエージェントを一人ずつ取り出してoneに格納する for one in people: if one.condition == COLOR_RED: # もしエージェントが病気であれば Universe.number += 1 # numberを1ずつ増やす 追加しておく
- 12. 準備作業５ • 出力設定(時系列グラフ)を行う ①時系列グラフを選択して追加 ②グラフ名の設定 ③グラフ要素の追加 ④要素名の設定 ⑤出力値の設定 100 * Universe.number / Universe.pop ⑥
- 13. 実行してみよう３ • 再生ボタンを押して，時系列グラフを確認する • 完了したら「infection_03」という名前で保存する 横軸：Step数 縦軸：100 * Universe.number / Universe.pop 再生ボタン 人口数をスライド させて，病人の割 合の変化の様子を 観察してみよう
- 14. 発展問題（研究のヒント） 1. 風邪をひいても7ステップ経つと健康になるようにする →「infection_ex01」 – personにステップをカウントするための変数cure(整数型)を追加する – 風邪をひいている場合は，変数cureをカウントさせる(7カウントすれば元に戻る) 2. すべてのpersonエージェントが動き回るようにする →「infection_ex02」 – 風邪をひいている人，風邪をひいていない人もすべて – 風邪をひいていない人は早く動くなどのアレンジを加えてもよい – direction，self.turn()，self.forward()，rand()などの活用 3. 初期状態の感染率を操作できるようにする →「infection_ex03」 – Universeに変数initratioを追加する – コントロールパネルで変数initratioを設定する(範囲：0～0.1，目盛り間隔：0.01)
- 15. 発展問題（研究のヒント） 4. いったん風邪が治れば，しばらくは風邪をひかないようにする(抗体をもつ) →「infection_ex04」 – 例えば「いったん風邪が治れば14ステップの間は風邪をひかない」など – 新しい変数は不要 → 変数cure(整数型)を再利用しよう 5. 病気にかかっている間は一定の確率で死亡し，死亡したら動かないようにする →「infection_ex05」 – 死亡したら色が変えて分かるようにしよう（例えば，Color_Blackなど） – 死亡者数を時系列グラフとして出力させよう 6. 人口数と感染率にはどのような関係があるだろうか →「infection_ex06」 – コントロールパネルで変数値を変化させ，出力結果を観察する – この他にも，死亡率やステップ数などさまざまな観点から観察してみよう