アリのコロニーのモデルにおける活動的なアリの数の周期性龍谷大学理工学部数理情報学科ｔ０２００７８指導教員出原慎也飯田晋司概要何か身近にある現象を、コンピューターを使ってシミュレーションを行い、その現象を調べてみたいと思い、参考書などを探しているうちに、参考文献[１]（「Mathematica 自然現象の計算モデル化著西舘数芽セルラーオートマタ・シミュレーション」R.J.ゲイロード西川清西舘数芽訳）を見つけた。その本の中には、「アリのコロニーの活動性」という章があり、非常に興味を持ったので、それをとりあげることにした。そこで、この特別研究では、java 言語を使ってアリのコロニーの活動性のプログラムをつくり、アリのコロニーの活動性レベルの時間変化や、活動的なアリの数の周期性について調べた。 2 章では、アリのからだの構造はどのようになっているかや、社会性昆虫とはどのようなものかなどを簡単にまとめた。また、アリとシロアリは親戚でもなく、まったくの別ものであるということもまとめた。 3 章では、アリの行動に関する背景として必要な、確率セルオートマトンやランダムウォーク理論といったものをまとめた。ここでは、ランダムウォークを考えるうえでわかりやすい、単純なギャンブルの具体例をあげることにした。 4 章では、あるルールを決め、アリがコロニーでどのような動きをするかを、アリのコロニーのモデルをつくって調べることにする。このモデルでは、格子内の各サイトが空であるか、活動性または非活動性の１匹のアリによって、占有されている正方格子を用いる。そして、このルールに従って java のプログラムをつくった。また、プログラムで用いた配列とメソッドについても簡単にまとめた。 5 章では、活動性のアリの数に周期性があるかを調べるために必要な、フーリエ係数の計算手順について説明し、結果のまとめを少しかいている。 6 章では、つくりあげたプログラムを作動させ、いろいろな数値を代入し、シミュレーションを繰り返した。また、それに伴い、フーリエ係数のピークがどうなるかを調べた。そしてその中で、ピークの変化がわかりやすい図を何個かとりあげた。次に、その図と、実際にアリのコロニーを観察して求めた参考文献[７]の図と対応させてまとめた。しかし、このシミュレーションでは最低限の簡単な環境設定しかできておらず、まだまだ改良の余地はある。たとえば、繰り返し行ったシミュレーションの平均をとったり、コロニーの出入り口などを付けたときのアリの動きや、どの付近にアリがよく集まるかなども時間があれば調べてみたかった。また、実際にアリのコロニーを観察してデータをとってみるのもおもしろいだろう。目次１はじめに１２アリについて２３確率セルオートマトン４３−１セルオートマトン３−１−１３−２−２３−２ランダムウォーク理論３−２−１３−２−２４１次元セルオートマトン２次元セルオートマトン 1 次元ランダムウォークランダムウォークをギャンブルの例で考えるアリのコロニーのモデル４−１ルール４−２配列とメソッドについて１２５フーリエ係数の計算法１４６計算結果と考察１８７参考文献２４