search query: @instructor Saramäki, Jari / total: 12
reference: 5 / 12
« previous | next »
Author:Karppinen, Markus
Title:Steering collective motion
Kollektiivisen liikkeen ohjaaminen
Publication type:Master's thesis
Publication year:2013
Pages:54      Language:   eng
Department/School:Teknillisen fysiikan laitos
Main subject:Fysiikka (laskennallinen fysiikka)   (Tfy-105)
Supervisor:Lampinen, Jouko
Instructor:Saramäki, Jari
Electronic version URL: http://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-201303221838
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark Aalto  200   | Archive
Keywords:collective motion
flocking
swarming
locusts
agent-based modeling
Vicsek Model
leader units
kollektiivinen liike
parveilu
kulkusirkka
agenttipohjainen mallintaminen
johtoyksikkö
Vicsekin malli
Abstract (eng): Collective motion is an umbrella term for both biological and non-organic coherent motion, in which tens to tens of millions units take part in.
The huge fish schools that fishing ships pursue and the nightmarish legions of locusts which destroy entire countries' worth of crops are just a few examples of collective motion in nature that have a direct effect on us humans.

This thesis focuses on the complex behavior of collective motion and studies how such movement can be steered.
As a tool, the original Vicsek model for simulating collective behavior is used.
An agent-based model, the Vicsek model was introduced in 1995 and has been extensively utilized and studied since.
The Vicsek model consists of units that move independently but prefer to take the common movement direction of their neighbors.
Although it is a simplified model, the Vicsek model exhibits flocking behavior that is similar to what is observed in nature.

The results of this thesis show that in this context, collective motion of hundreds of units is greatly affected by just a small percentage of special units, called leaders.
The leaders don't adhere to the common rules of the other units, but move in a constant direction.
It is observed that the relative amount of leaders needed to steer the entire flock actually decreases as the flock size grows or if we wait sufficiently long.
This leads to the conclusion that in the limit of an infinite system size, a finite amount of leaders would suffice to control the flock.
Abstract (fin): Kollektiivinen liike on kattotermi sekä biologiselle että ei-orgaaniselle koherentille liikkeelle, johon osallistuu kymmenistä kymmeniin miljooniin yksikköä.
Luonnossa esiintyvä kollektiivinen liike vaikuttaa suoraan meihin ihmisiinkin, kuten esimerkiksi kalastuslaivastojen metsästämät kalaparvet tai valtavat kulkusirkkaparvet jotka tuhoavat kokonaisten valtioiden viljasatoja osoittavat.

Tämä diplomityö keskittyy kollektiivisen liikkeen kompleksiseen käytökseen sekä tutkii kuinka tällaista liikettä voidaan ohjata.
Työkaluna käytetään kollektiivisen käytöksen simuloimiseen tarkoitettua Vicsekin alkuperäismallia.
Vicsekin malli on agenttipohjainen malli joka esiteltiin vuonna 1995, ja jota on siitä lähtien käytetty ja tutkittu laajasti.
Vicsekin malli koostuu yksiköistä jotka liikkuvat itsenäisesti, mutta suosivat läheisten yksiköiden keskimääräistä liikesuuntaa.
Vaikkakin Vicsekin malli on yksinkertaistettu, sen tuottama parvikäytös vastaa luonnossa havaittavaa käytöstä.

Tämän diplomityön tulokset osoittavat satojen yksikköjen kollektiivisen liikkeen käytöksen olevan riippuvainen vain pienen prosenttiosuuden muodostavien erityisten johtoyksiköiden käytöksestä.
Johtoyksiköt eivät noudata samoja sääntöjä kuin muut yksiköt, vaan liikkuvat vakiosuuntaan.
Kun parven koko kasvaa tai odotettaessa riittävän kauan, koko parvea ohjaamaan tarvittavien johtoyksiköiden suhteellinen lukumäärää vähenee.
Tästä voidaan päätellä että äärettömän kokoisessa systeemissä äärellinen määrä johtoyksiköitä riittää kontrolloimaan koko parvea.
ED:2013-03-13
INSSI record number: 45938
+ add basket
« previous | next »
INSSI