用人工生命的方法模拟蜜蜂的采蜜行为

通过对于人工生命理论及其“突现”这一重要特征的研究，采用图形化的VB程序仿真了自然界中蜜蜂的采蜜行为。程序通过一些简单的规则模拟了蜂群中个体蜜蜂的采蜜行为，并实现了蜂群的整体行为。这一过程的实现可以清楚地展示人工生命的“突现”特征。
关 键 词 人工生命; 突现; 虚拟生物; 蜜蜂; 有限状态机

Abstract The behavior of creature of nature is complicated and random, especially bee, a kind of colonial creature. However, the complicated structure of bee colony is generated by the interaction of single behavior of bee. By the research of the artificial life theory and some outstanding feature, the graphic VB program simulates the behavior of bee’s collecting pollen. The program only simulates the behavior of individual bee’s collecting pollen, but achieves the integral behavior of bee colony. Our research shows the important feature-Emergence-of the artificial life, that is, emergence.
Key words artificial life; emergence; virtual creature; bee; Finite-state machine
自古以来，传统的生物学都是研究以碳水化合物为物质基础的自然界的生命。而在1987年的第一次人工生命研讨会上，美国圣菲学院的兰顿教授提出了人工生命的概念，为人类对于生命的研究开辟了一条新的道路。人工生命是致力于通过试图在生物学现象中抽取基本的动力学原理，并把这些原理用到其他的物理媒体上，如计算机，使它们可以用于新品种的实验操作和测试来理解生命的研究领域[1]。本文则在人工生命研究的基础上，采用图形化的VB程序模拟了蜜蜂的采蜜行为。
1 蜜蜂的采蜜行为
蜜蜂的个体行为是简单的，而且看似杂乱无章的，但是，蜜蜂的群体结构却是复杂的，而且是有条不紊的。3种类型的蜜蜂，蜂王，工蜂和雄峰个体交互作用构成了复杂的蜂群结构。蜂巢里的3种蜜蜂，各司其职，分工合作。蜂巢中大于21 d蜂龄的工蜂负责蜂巢中花粉的收集。在一般情况下，野外的工蜂总是在一定的范围内采蜜，而且主要是从一种植物的花上采蜜。由于采蜜经验的不同，它们的采蜜速度和采蜜方法存在着明显的个体差异。虽然工蜂个体的采蜜行为常常趋于特殊化，但作为一个整体的蜂群却能够对资源的变化做出迅速的反应，它可以调动它的大部分成员到一种报偿最高的植物花上去采蜜，这样能有效地利用集中和分散的食物资源，极大地提高了采蜜的效益[2]。一般来说，工蜂采蜜选择量多、质优的先采集，这是普遍规律，采集的飞行距离则放在第二位[3]。这里假定把蜜源的距离作为工蜂采蜜的条件。工蜂飞出蜂巢，搜索最近的蜜源，然后去采集花粉，接着回到蜂巢，抖落收集到的花粉，然后再飞去收集更多的花粉。这种日常事务一直要持续到工蜂达到自然的6周的生命期，然后死亡。