Wator

Wator steht für Water-Torus, was die Umgebung bezeichnet, in welcher sich die Simulation gedachter Weise abspielt. So handelt es sich dabei um eine Simulation einer Räuber-Beute-Beziehung, welche auf die Wissenschaftler A. K. Dewdney¹ und David Wiseman zurückgeht.
In Wator wird die stark vereinfachte Populationsentwicklung zwischen Haien und Fischen² simuliert. Stark vereinfacht daher, da auf sämtliche äußere Faktoren, zum Beispiel Umwelteinflüsse, und genauere Faktoren der Spezies, wie Krankheiten u.ä. in keinster Weise eingegangen wird. Dennoch zeigt Wator die charakteristische Räuber-Beute-Beziehung, wie sie auch in der Natur zu beobachten ist. Dabei handelt es sich bei Wator um einen nichtdeterministischen Automaten. So hängt zwar der nächste Zustand, vom vorangegangenen ab, jedoch spielt, anders als bei der Ameise auch der Zufall eine Rolle. So haben verschiedenen Durchläufe mit den selben Parametern unterschiedliche Ergebnisse.

Regeln

Die Simulation hängt von 5 Parametern ab.

Anzahl Fische/Haie (Zahl der Fische/Haie in der Startaufstellu)ng
Geburtenrate Fische/Haie (Gibt an, aller wieviel Zyklen ein Fisch/Hai ein Nachkommen produziert, wenn die entsprechenden Bedingungen erfüllt sind)
Maximale Fastenzeit (Gibt an, wie lange ein Hai ohne Nahrung überleben kann; es hat keinen Sinn, wenn diese Zeit länger als die Geburtenrate ist, da sonst die Haie nie (auch ohne Fisch) aussterben können)

Sämtliche weiteren Faktoren werden vernachlässigt, so wird auch vorausgesetzt, das das Futter für die Fische in unbegrenzten Mengen verfügbar ist.

Bewegung

Die Bewegung der Individuen hängt vom Zustand der benachbarten Felder ab, wobei bei Wator nur die Von-Neumann-Nachbarschaft³ berücksichtigt wird. Dabei zählt eine Zelle einer anderen dann als benachbart, wenn sie mit einer Längsseite an die gefragte Zelle angrenzt. Eine Zelle hat also bei einem zweidimensionalem Gitter stets vier Nachbarzellen. Die Fische bewegen sich immer zufällig auf eine der freien Nachbarzellen. Ist keine Nachbarzelle frei, so bleibt der Fisch auf seiner ursprünglichen Zelle, und es kommt zu keiner Bewegung.
Haie dagegen bewegen sich bevorzugt auf Nachbarzellen, auf welchen sich ein Fisch befindet. Gibt es mehrere, von einem Fisch besetzte Nachbarzellen, so wird eine Zelle durch Zufall ausgewählt. Findet der Hai dagegen keine Nachbarzelle, welche von einem Fisch besetzt ist, so bewegt er sich wie ein normaler Fisch zufällig auf eine freie angrenzende Zelle. Sind alle Nachbarzellen von Haien besetzt, bewegt sich der Hai in dieser Runde nicht. Sobald ein Hai einen Fisch findet, so wird seine individuelle Fastenzeit auf Null zurückgesetzt. Findet er in diesem Zug keinen Fisch, so wird die Fastenzeit des Haies um eins erhöht. Sobald dabei die Hungerperiode des Haies die maximale Fastenzeit erreicht hat, stirbt der Hai, wobei das Feld einfach freigegeben wird.
Außerdem wird pro Durchlauf das Alter der Haie und Fische jeweils um eins erhöht. Erreicht nun das Alter eines Fisches/Haies ein Vielfaches der entsprechenden Vermehrungsrate, so wird, wenn sich der Fisch/Hai in dieser Runde bewegt hat, auf dem Ursprungsfeld (welches ja somit frei ist) ein neues Individuum geboren. Konnte der Fisch/Hai sich dagegen in der Runde, in welcher er sich vermehren würde, nicht bewegen, wird kein Nachwuchs erzeugt und es kommt erst beim nächsten Vielfachen der Geburtenrate zu einer Vermehrung, falls diese dann möglich ist.

1 Alexander Keewatin Dewdney (1941), Professor für Computerwissenschaften an der University of Western Ontario
2 Um dieser Anmerkung vorzubeugen, Haie zählen eigentlich auch zu den Fischen, nur müssen sie hier gesondert betrachtet werden ;)
3 Gegenteil wäre die Moore-Nachbarschaft, wo auch diagonal angrenzende Zellen als benachbart zählen.