SCHWARMVERHALTEN // Die Selbstorganisation einer Masse von Individuen

Zu diesem Thema ist ein Erklärstück entstanden, das über mehrere Ebenen von Animation, Information und Interaktion, das Schwarmverhalten, veranschaulicht, erklärt und erlebbar macht.
Grundlage meiner Arbeit sind drei aus der Schwarmforschung stammende Regeln, die das Verhalten von Schwärmen zu erklären scheinen. Ein jedes Mitglied handelt demnach autonom. Die Gesamtbewegung des Schwarms ist dadurch nicht vorhersagbar, sondern entsteht erst durch das Zusammenwirken der Einzelentscheidungen.

„Bewege dich in Richtung des Mittelpunktes derer, die du in deinem Umfeld siehst.“
„Bewege dich in der Durchschnittsrichtung und Geschwindigkeit deiner Nachbarn.“
„Bewege dich weg, sobald dir jemand zu nahe kommt.“

SCHWARM-HAPPENING // ein Feldversuch

Vor der mathematischen Umsetzung und Programmierung der Grundreglen wollte ich das Gelesene hinterfragen und in einem Feldversuch einer Prüfung unterziehen. Ich wollte sehen, ob die Regeln, wenn sie von Menschen befolgt würden, zu ähnlichen Ergebnissen führen, wie die der Forscher. Dieser Versuch war somit eine Rückübertragung der Regeln aufs lebende Objekt.

10 Leute animierten kleine LED's nach den Grundregeln. Tatsächlich zeigten sich ähnliche Bewegungs- und Verhaltensmuster, wie sie bei natürlichen Schwärmen zu beobachten sind. Zur Verdeutlichung der Bewegungsmuster werden in den Filmen exemplarisch jeweils drei Spuren hervorgehoben.

Analyse

Die Ergebnisse waren wirklich verblüffend nah an den Beobachtungen aus der Natur. Instinktives Verhalten scheint in Regeln und weiter auch in mathematische Modelle übertragbar zu sein.

Analyse im Detail

PLAKAT

Zur Vermittlung des recht umfassenden Themenbereiches enstand ein Plakat, das auf zwei Weisen genutzt werden kann. Die Forderseite dient als Motivträger und Einleitung, die Rückseite ist rein typografisch und somit informativ gehalten. Eine Falzung mit Schnitt macht es möglich, dieses Plakat auf Magazinformat zu bringen, wodurch es handlich wird.

INTERAKTION // Processing-Schwarm

Da ein Schwarm auf Aktion und Reaktion basiert und diese Wechselwirkung sein Verhalten unvorhersagbar macht, war es schlüssig, eine nonlineare Form der Erklärung und Darstellung zu wählen.
Die Anwendung basiert auf den Erkenntnissen von Craig Reynolds, der sich seit den 80er Jahren mit der Simulation von Schwärmen befasst. Danach handelt ein jedes Individuum autonom nach Regeln des Zusammenhalts, der Abstoßung und der Angleichung. Diese Parameter werden von jedem Individuum in Echtzeit und in Bezug zum gesamten Schwarm berechnet.
Die drei Schwarmgrundregeln und ihre Übertragung in die Mathematik lassen ähnliche Bewegungsmuster entstehen, wie sie bei natürlichen Schwärmen zu beobachten sind.

Anleitung

Durch Mausklick und gedrückter Maustaste kann der Nutzer als Feind auf den Schwarm einwirken. Weiter ist es möglich, die seitlichen, farblich zu unterscheidenen Partikel durch Anklicken dem Schwarm hinzuzufügen. Daraufhin wird für jeden Partikel eine Bewegungsspur sichtbar. Diese Spuren veranschaulichen das Verhalten Einzelner und lassen die Grundregeln wiedererkennen. Die Farbdifferenzierung macht eine Beobachtung des Verhaltens des Individuums in der Masse möglich.

los geht's!

Die Anwendung braucht einige Zeit zum laden also bitte etwas Geduld.

In Anlehnung an ein Skript von Tom Carden, wurde diese Schwarmanwendung durch die technische Unterstützung von Kay Märthesheimer mit dem Open Source Programm Processing umgesetzt. Das Sounddesign entstand in Zusammenarbeit mit Holger Jung.

Die Diplomarbeit wurde durch Prof. Anja Stöffler betreut und entstand an der FH Mainz im Fachbereich Gestaltung.
Gefördert im Rahmen der Nachwuchsmedienförderung des Landes Rheinland Pfalz. Vielen Dank!