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Ausgangspunkt ist die Idee des zellulären Automaten, wie wir sie am Beispiel des Game of Life kennengelernt haben. Ein Raum wird in Zellen aufgeteilt. Jede Zelle besitzt einen Zustand und verändert diesen in diskreten Zeitschritten aufgrund festgelegter Regeln und der Zustände ihrer Nachbarzellen.
Entwickelt auf dieser Grundlage ein eigenes Modell für die Ausbreitung eines Waldbrandes.
Legt zunächst euer Modell fest und beschreibt:
Welche Zustände kann eine Zelle haben? Zum Beispiel Wald, brennend, abgebrannt, Wasser oder Brandschneise. Welche Nachbarschaft wird verwendet? Vier oder acht angrenzende Zellen? Unter welchen Bedingungen entzündet sich eine Zelle? Was passiert mit einer brennenden Zelle im nächsten Zeitschritt? Welche zusätzlichen Eigenschaften oder Parameter können berücksichtigt werden? zB Trockenheit, Feuchtigkeit, Wind oder Menge Löschwasser? Wie wird der Rand des Modells behandelt? Formuliert die Regeln so genau, dass eine andere Person eure Simulation allein anhand dieser Beschreibung implementieren könnte.
Setzt das Modell anschließend in Python um. Ihr dürft dafür KI verwenden.
Führt danach mindestens zwei unterschiedliche Simulationen durch, indem ihr gezielt einen Parameter oder eine Maßnahme verändert, zum Beispiel Trockenheit, Wind, Brandschneisen oder Löschwasser.
Vergleicht die Ergebnisse und beantwortet abschließend kurz:
Was lässt sich mit eurem Modell untersuchen? Welche Annahmen und Vereinfachungen habt ihr getroffen? Welche Aspekte eines echten Waldbrandes bildet euer Modell nicht ab? Was musstet ihr bei der Umsetzung mit KI eventuell korrigieren oder präzisieren?
Abgabe
Gebt das in einem PDF Dokument oder Colab Notebook mit dieser Struktur ab:
Modellbeschreibung Python-Code oder einen Link zur lauffähigen Simulation die Ergebnisse eurer beiden Versuche und kurze Reflexion Modus: Einzelarbeit oder Gruppenarbeit (max 2)
Frist: 9.11. (nächste Einheit)