Introduction to Complexity: Our First NetLogo ModelYouTube↗  IA↗(long shot)
Science & Technology  6K views 7 likes 0 dislikes   13 Sep 2018
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Describe your problem in detail if it's not obvious

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Now that we've seen a bit about how
では、実際にどのようにしてNetlogoが動いているのかを、
Netlogo works, let's build our own simple model. This model will consist of
単純なコードを書きながらで見て行きます。
one ant moving around randomly
このコードは、「一匹のアリがランダムに動く」ただそれだけの内容です。
and that's it. So, let's start-up Netlogo.
まずはNetlogoを立ち上げます。
I am going to click on this Netlogo 5.3.1,
このNetlogo5.0.3をクリックします。
you can click on whatever version that you have.
視聴者はダウンロードしたバージョンのアイコンをクリックしてください。
Now the first thing I am going to do is create the Setup and the Go buttons.
まず最初に、"setup"と"go"のボタンを作ります。
So, I go to the Interface Builder Menu,
メニューのこの部分から"Button"を選びます。 この部分は、インターフェース作成用メニューになっていて、
When I click on it, you can see all the
このようにクリックすると
different types of objects I can add to the interface. So, we're going to
インターフェースとして追加できるオブジェクト群が表示されます。
add a button. So, I click on the interface, I can fill-in that this button is for Setup, and I can get another button, Add another button for Go
とりあえず、"Button"をクリックしてボタンを追加します。 このボタンを"setup"と名付けます。 つぎに、もう一つプログラムを実行するためのボタンを追加します。 "go"ボタンがここにできました。
I can select this by right-clicking on it, Click Select, I can move it, I can change
この上で右クリックから"Select"を選ぶと位置を動かしたり、
its size. If I drag it here, I can adjust the buttons however I like. So, now we
サイズを変えたりして調整する事ができます。
have the Setup and Go buttons.
これで、"setup"と"go"ボタンができました。
They are red because they don't have any code associated with them yet. There is nothing that they actually do yet when they are clicked, so I am going to
ボタンの文字の色が赤いのは、このボタンに何のコードも関連づけられていないからです。 このままでは、ボタンをクリックしても何も起きません。
have to create the code. Now, let's
なのでこのボタンにコードを記述する必要があります。
create the code that go with the Setup and Go buttons.
では、"setup"、"go"ボタンのコードを作って行きます。
We do that by going to the code tab and writing the procedures. So, the first one
上の"Code"タブをクリックし,対応する手順を書き込んで行きます。
we will do is Setup. So, we say to Setup here is what we do
まず"setup"ボタンに対して、最初に"to setup"と書き込みます。
when the button is clicked,
これは、"setup"ボタンをクリックした時の処理という意味です。
we clear all, here clear all is a command
次に"clear-all"、これは全ての消去、
that clears the world, that is a place you see ants committing any actions, it
つまり、アリを含むその他の全てのプログラムの生成物を消去するコマンドです。
clears that window and anything leftover from the previous run. We are going to
これにより、それ以前に走らせたプログラムの結果は全て消去されます。
reset ticks, that is, we are going to set
次に"reset-ticks"、
the ticks, or the time set to zero,
これは時間経過を記録する"ticks"をゼロに戻します。
Now we are going to create an ant.
では、アリを作ってみます。
Every agent in Netlogo is called a turtle.
NetLogoでは、アリのように自動で動くプログラム（エージェント）を、 "turtles"で表します。
This is for historical reasons, coming
これには込み入った事情があります。
from the original language, Logo, that
それはNetLogoそのものを記述するLogoという言語において、
Netlogo was based on, all the agents were
アリのようなエージェントプログラムを"turtles"で表す為です。
turtles. In Logo you just had one turtle. Here you are eventually going to have
今回の場合、最終的にはたくさんのアリを作りますが、
many turtles. For now, we are going to say 'create turtles'. We are going to say how many turtles we want. For now, we are
最初は"create-turtles 1"で一匹のアリを作ります。
just going to say that we want one.
次に、アリに何をさせるかを記述します。
So, we are going to create one turtle and
"ask turtle"と書き込み、
then we are going to ask it to do some things. We say ask turtle and we are going to give it a list. We are going to
その後に括弧でくくられた動作リストを記述します。
ask it to set its shape to bug; that is
" set shape "bug" "
the shape of an ant in Netlogo. We are
これによってエージェントは、NetLogoに組み込まれたアリの形になります。
going to set its size to 3. That is a
" set size 3 "
good size in Netlogo for viewing it. We
これによってエージェントのサイズが"3"になり見やすくなります。
are going to set its color to red.
" set color red "で、
Ok, I think that's all that we want to ask it to do, so we put End. There is
エージェントの色が"red"になります。 一旦ここで終える為に、リストを括弧で閉じ、"end"と記述します。
this nice check mark here which checks the code for bugs. So, click on that, and
さらに、ここにコードのバグを調べる為の"Check"ボタンがあるのでクリックします。
it tells me there is a bug, and it tells
すると、バグが検出されました。
me where the bug was, and I notice that I should have actually said ask "turtles"
バグの場所は、青く強調されます。 そして気づきました。"ask turtles"にしなければなりません。
I missed an "s" there. The reason is
"s"を忘れていました。
that Netlogo assumes that there is a
常に"s"を付ける理由は、
population of turtles or agents and whenever you ask to do something, you ask
NetLogoのエージェントは複数存在する事を仮定して作られているからです。
the entire population. We only have one turtle, but later we are going to ask all of them to do this. Check this again.
今は一匹のみですが、後ほど数を増やしその全てに適用します。
It brings me back to the interface saying that everything seems to work, so let's
もう一度"Check"してます。 元の画面に戻ってきたので、問題ないようです。
click Setup, and we see our ant, right in
なので"setup"をクリックしてみます。 画面の真ん中にアリが作られました。
the middle. The Go button is still red
"go"ボタンの文字が赤いのは、
which means that we haven't written the code for that. Let's write the Go
まだ対応するコードが書かれていないからです。
procedure. Let's go back to the code tab. We write "to go". We write "ask turtles" to do a few things. First, we ask them to
次に"go"の内容を記述します。 "Code"タブの画面に戻り、 "to go"に、 同様に"ask turtles"で、
いくつかの動作を記述します。
turn their bodies to the right 30 degrees, then we are going to ask them to move
まず体を右に30°回転させます。 これは"right 30"となります。
forward 4 steps, write "forward 4", then
さらに4ステップ前進させます。
we will increase the time steps by one,
これは"forward 4"となります。 次に時間を1ステップ経過させる為に、
that's what the tick command does,
tickコマンドを使います。
we will reset the ticks to 0, and then
上で"reset-ticks"により、ゼロに初期化されたticksの値が、
type "tick" which increases the time step by one each time we go through the procedure and then we end with "end".
このコマンドのたびに1ずつ加えられていきます。 以上です。
Let's go to the interface, and hit "Go".
"Check"も問題ないようです。 "Interface"タブに、戻り、 実行してみます。
You can see that the turtle turned it's body by 30 degrees and then moved forward
アリは、体を右に30°回転させ、 4ステップ進みます。
by 4 steps. We keep hitting the "Go" button over and over again, and it goes
何回も"go"ボタンを押すと、
around in a circle. I would like to have
アリは輪を描いて進みます。
it go on forever, without me having to continually hit the "Go"button
"go"ボタンをいちいち手動で押さずに、
and I can do that by right-clicking on
自動で連続して動かす事もできます。
"Go"and going to Edit, and we see this
"go"ボタン上で右クリックから"Edit"を選び、
option, forever, which I can click which
"Forever"オプションにチェックします。
means that it will keep repeating "Go"
これは、"go"ボタンを押す事を永遠に繰り返す意味になります。 やってみます。
forever, so let's do that.
少しスピードを遅くします。
If I slow it down a little bit, you can
アリが動いているのが見えます。
see the ant going around and around by itself, and I click on the "Go"button to
ぐるぐる。
stop it. I can click on "Go" to start it again. If I want to start from scratch, I click on Setup. It starts in the same
もう一度"go"ボタンを押す事で止まります。 再開するには、もう一度"go'ボタンを、 止めるにはもう一度"go"ボタンを押します。 最初からやり直したい時は"setup"ボタンを押します。
"setup"ボタンを何回も押すと、
place, in the center, but it points in a
アリは常に画面の真ん中にいますが、
different direction each time. That's
その体の向きは"setup"ボタンを押すごとに変わります。
because it puts it in the center, but it
これは、"setup"ボタンの役割が、
points it in a random direction each time.
"アリを画面の真ん中に配置し"、 ”ランダムな方向へ体を向ける”事だからです。
We can save the model so far, by going to
ここまでのモデルを保存します。
the File tab, and click on SaveAs. I am
"File"タブから"Save As"へ、
going to save it as, Ant1.
名前は"Ant1"とします。
You see it here on the desktop, Ant1.logo.
デスクトップに"Ant1.nlogo"として保存されます。
Now we can go to Netlogo menu,
こうしておくと、 "NetLogo"メニューからNetLogoを閉じた後でも、
quit Netlogo. If I want to start this up, I just
前の続きから始めたい時に、
double-click on this. Netlogo will
保存したファイルのアイコンをダブルクリックで、
start-up and load this model.
直接NetLogoに読み込ませることができます。
There is only one thing wrong with our model, and that is that it is boring. The
ただ、一つだけ、 このプログラムは退屈です。
only thing that the ant does is go around in a circle, so let's make it a little
アリがただ輪を描いて進むだけです。
more interesting. I can do that by going
なのでもう少し面白くしてみます。
to the code and adding one simple command, Instead of going right 30 degrees, we will
その為に、一つ簡単なコマンドをコードに加えます。 右へ30°回転を示す"right 30"の代わりに、
add the word, "random", so now the ant
"right random 30"とします。
will choose a random number between 0 and 30 minus 1, and go to the right that
"random"を加えた事により、アリの向く角度は、 0から29° (=30-1)の間のランダムな方向になります。
number of degrees. We can do the same
そして、それは"go"ボタンが押されるたびに繰り返されます。
thing here, we can have the ant move
同様の事を4ステップ前進する事を示す"forward 4"にも行い、
forward a random number of steps,
"forward random 4"とすることで、
Let's go back to the interface, we click on Setup and Go, and we can see it makes
0から3ステップ(=4-1)の間のランダムなステップを進みます。 実際にどうなるか見てみます。 "Interface"タブに戻り、 "setup"ボタンを押し、"go"ボタンを押します。
すると、依然大まかに輪を描いてはいるものの、
the behavior a little more interesting.
少しだけ面白くなりました。
You might notice the ant appears to go through the wall over here and come out
一つ気づいたと思いますが、 アリは画面の端を通り抜けて、
the other side. The wall is wrapped around. This makes it look a little
逆側から出てきます。 つまり、画面上の黒い空間は上下と左右がつながっています。 ドーナッツもしくはトーラス体の形をした世界を思い浮かべてもらえばいいと思います。 画面上では平坦に見えても、
strange. I can right-click on the black
端と端はつながっています。 アリは上端を通り抜けると、 下端から、 横の端を抜けると、
area, click on Edit. There is a lot of information here about the setup of this world. The number of patches, is the
反対側から出てくるのがわかります。 これでは少し不自然なので直します。 黒い画面上で右クリックから"Edit"を開きます。 ここでは座標系に関する様々な情報を調整することができます。
grid, the world is divided-up into.
例えば、空間を格子状に分割している"Patch"の数などです。 今、興味があるのは、このデフォルトでチェックされている二つの項目です。 このチェックを外すと水平垂直方向のつながりを断つことになります。
Uncheck them, apply, ok. Let's see what happens then. Now, when
では見てみます。
the ant hits the wall, it gets stuck
アリは端にぶつかるとそこで止まります。
there, until it gets turned around.
通り抜ける事はできず、向きを変えて進み始めます。
Our ant still just turns to the right.
これで、以前に比べ少しは現実に近い動作になりました。 しかし、多少ランダムに動くようになったものの、 常に右方向に向きを変えるのも不自然です。
Let's write code that allows it to choose at random whether it turns to the right or
なので左右両方にランダムに向きを変えるコードを書いてみます。
to the left. It essentially flips a coin to decide if it is going to turn to the right or to the left. I am going to
言うなれば、動作のたびにコインを投げて、 その表裏を使って右へ向くか左へ向くかを決める要領です。 では、コイン投げの機能をコードに組み込みます。
implement the coin flip procedure. Something called "to-report" "coin-flip",
それには、"to-report"を使い"coin-flip?"という処理を作ります。
"to-report" is different from a "to"procedure, "to-report" returns a value, here it will return true or false. We say
"to-report"は"to"のみの場合と違い、戻り値を持ちます。 この場合、戻り値はコインの表裏に対応した、”真”か”偽”になります。
"report random 2 = 0"
次に"report random 2 = 0"と書き込み"end"で終えます。
"end" what this does is "random 2" "random" returns a random number between 0 and this number, 2, minus 1,
これの意味するのは、 "random 2"は、0または1(=2-1)のどちらかを、
so this returns 0 half of the time and 1 half of the time, in a random way.
半々の確率でランダムに選ぶため、
If this is zero, this statement returns true if the statement = 0, else it returns
0の時はこの文は”真”、
false. We can use the value of that statement, by saying, "if else" coin-flip,
1の時は”偽”となり、 戻り値はこの”真”もしくは”偽”になります。 つまり、この"coin-flip?"は戻り値として、 ”真”もしくは”偽”を、
半々の確率で返すことになります。 これを使って、 "ifelse coin-flip?"と書いていきます。
what that does is "if coin-flip is true" do this first thing that I am going to put in brackets, otherwise if it is false,
これは、もし"coin-flip?"の戻り値が”真”の場合は、 最初の括弧内の手順、
do the second thing that I am going to
”偽”の場合は二つ目の括弧内の手順を実行する事を示します。
put in brackets, "left random 30".
二つ目の括弧内には"left random 30"と記述します。
Everytime we run the Go procedure, it will decide at random whether it will turn
よって"go"ボタンが押されるたびに、 "coin-flip?"が”真”の場合、"right random 30"、 ”偽”の場合、"left random 30"が実行され、
right or left. So, let's see how that
右へ進むか左へ進むかが決まります。
works. Setup and Go.
どのように動くか見てみます。 "setup"してから"go"。 アリが右にも左にも向きを変えて進むのが見えます。 画面の端にぶつかっても左右に向きを変え進もうとします。
You can see it is turning a different
次に問題なのは画面の端で行き詰まる場面が多すぎる点です。
direction, it is turning forward, right and left. The only problem is that it is getting stuck too often. We can make
そこで、それを直すために体の向きを変える角度の部分を、
that better by changing these 30's to 60's
"random 30"から"random 60"にします。
Have a bigger turning radius, that is, it turns more each time. It seems to be
これで、アリはより大きな角度で曲がる事ができます。
getting stuck less often. Whenever you write a program, it is always good to put in comments. They are ignored by the
見てみると、画面の端で行き詰まる場面は多少減り、 より実物に近い動きになりました。 コードを書く時には、コメントを追記しておく事はとても有用です。 コードの画面に戻り、コメントを加えます。
コメントとは、プログラム内に付け加える文で、
computer, but they are good for people
コンピュータには無視されますが、
to read. In Netlogo, a comment is just text following a semicolon. I can write
人がコードを読む際には役に立ちます。 NetLogoでは、コメントは";"の後に文を書いて表します。
anything I want and the computer will ignore it. Let's write, returns true or false at random, which is what it does,
なので、ここに";"を打てば、 その後に何を書いてもコンピュータは無視します。 なのでこの行の説明として、 "戻り値として、”真”か”偽”をランダムに返す"
という風に書いておきます。
Here we can write another comment,
ここにもう一つ、次のコメントを加えます。
if coin-flip is true, turn right,
”"coin-flip?"が”真”の場合、右に向きを変え、
else turn left,
”偽”の場合、左に向きを変える”
There you have little reminders, either
これらは、コードを書いた私達自身や、
for ourselves, or for others reading the
それを後から読む人にとって、
program. Really helpful if you have a
内容を把握するための注釈になります。 この機能は、さらに込み入ったプログラムを作る際には大変役に立ちます。
more complicated program. Especially, if you come back to it after a few days. Comments are absolutely essential, even if no one else is going to read your program.
特に、間が数日空いて戻ってきた時など、 以前書いたプログラムの内容を、 思い出すための大きな助けになります。 コメントはたとえあなた以外にプログラムを読む人が居なくても、
欠くことのできないものです。
Now we are going to save our model.
ここで、これまでのコードを保存しておきます。
First, I am going to label it. That is an aesthetic thing, I am going to
まずは名前を付けておきます。 これはただのテキストで書き込みます。
the Interface menu and choose Note, I am
メニューから"Note"を選び、ここに書き込みます。
going to put up here a little bit of text that says the name of the model, Ant1.
モデル名として"Ant 1"とします。
Let's make the text a little bigger, 18,
文字を少し大きくするために、サイズを"18"にします。
and then I can select this and move them down a little bit, center them, do whatever I want to make them prettier,
さらに、これを"Select"して、少し位置を下げ見栄えを良くします。
click Save, and the model is saved. I just wanted to mention that the purpose
これで完了です。 モデルを保存してNetLogoを終了します。 ここで、NetLogoの使い方を学ぶ理由について触れておきます。
of teaching Netlogo is to give you a sense
このクラスでは多くのNetLogoのシミュレーションを使うため、
of how it all works. We are going to be using a lot of Netlogo models in this
視聴者にそのプログラムがどのように動作するのかを、
course. We're not going to be writing
理解してもらうのが目的です。
many. I wanted to give you a sense of how it all works. You could be doing some modifications of what we wrote. If you
それほど多くのプログラムは書きません。 コードの動作、インターフェースその他の動作への感覚を、 手に入れて欲しいです。 今後、プログラムを自らの手で改良したり、
are more advanced, you can try and write
さらに発展して一から書き始める場面もあるかもしれません。
some of your own. As an assignment, I would like you to implement that exact same model, as I did, Ant1, using the same commands, and get it to work.
今回、自主的な課題として"Ant 1"と同様なプログラムを書く事を勧めます。
That is going to be ungraded, but it is to
これは、成績には関係ありません。
your benefit. Don't hesitate to ask questions on the student forum when
ただ、ここで示した内容を確認する良い機会になると思います。 質問はいつでも"Forum"で受け付けます。
they come up. That's why they're there.
遠慮なく利用してください。
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