No mundo natural, os ecossistemas são redes complexas de interações entre vários organismos e seu ambiente. Simular um ecossistema é não apenas um problema fascinante, mas também uma oportunidade para explorar a modelagem computacional e conceitos de processamento concorrente.
Este projeto visa fornecer um exercício envolvente e visualmente atraente que incorpora conceitos de programação essenciais, promovendo a criatividade e o pensamento crítico.
O processo de simulação é baseado em interações em que cada entidade (plantas, herbívoros e carnívoros) deve realizar os seguintes passos:
- Avaliar seu entorno para tomar uma decisão.
- Executar uma ação (crescer, mover-se, comer, reproduzir, etc.) baseada em suas próprias regras e estado.
- Atualizar seu estado interno (como energia ou expectativa de vida).
O ecossistema avança em etapas de tempo, durante as quais todas as entidades realizam esses passos de forma concorrente. Ao fim de cada etapa, a simulação é atualizada e exibida.
- Representação do Caractere: 'P'
- Colocação Inicial: Posicionado aleatoriamente dentro da grade com idade igual a 0.
- Probabilidade de Crescimento: 20% de chance por etapa de tempo.
- Direção de Crescimento: Célula vazia adjacente selecionada aleatoriamente.
- Regras:
- Se a probabilidade de crescimento aleatório for atendida, uma nova planta é criada em uma célula vazia adjacente.
- Se nenhuma célula vazia adjacente estiver disponível, a planta não cresce.
- Expectativa de Vida: Cada planta vive por 10 etapas de tempo.
- Decomposição: Após 10 etapas de tempo, a planta morre e a célula fica vazia.
- Representação do Caractere: 'H'
- Colocação Inicial: Posicionado aleatoriamente dentro da grade com energia inicial igual a 100 e idade igual 0.
- Probabilidade de Movimento: 70% de chance de se mover por etapa de tempo.
- Direção de Movimento: Célula adjacente selecionada aleatoriamente (excluindo células com carnívoros).
- Custo de Energia: Cada movimento custa 5 unidades de energia.
- Probabilidade de Alimentação: Se adjacente a uma planta, 90% de chance de comê-la.
- Ganho de Energia: Ganha 30 unidades de energia ao comer uma planta.
- Ação de Comer: A planta é removida e a célula fica vazia.
- Probabilidade de Reprodução: 7.5% de chance de se reproduzir se a energia estiver acima de 20 unidades.
- Custo de Energia: A reprodução custa 10 unidades de energia.
- Colocação da Prole: Célula vazia adjacente selecionada aleatoriamente.
- Morte: Se a energia chegar a 0, o herbívoro morre.
- Expectativa de Vida: Cada herbívoro vive por 50 etapas de tempo (se não morrer de fome).
- Representação do Caractere: 'C'
- Colocação Inicial: Posicionado aleatoriamente dentro da grade com energia inicial igual a 100 e idade igual 0.
- Probabilidade de Movimento: 50% de chance de se mover por etapa de tempo.
- Direção de Movimento: Célula adjacente selecionada aleatoriamente (incluindo células com herbívoros).
- Custo de Energia: Cada movimento custa 5 unidades de energia.
- Probabilidade de Alimentação: Se adjacente a um herbívoro, 100% de chance de comê-lo.
- Ganho de Energia: Ganha 20 unidades de energia ao comer um herbívoro.
- Ação de Comer: O herbívoro é removido e a célula fica vazia.
- Probabilidade de Reprodução: 2.5% de chance de se reproduzir se a energia estiver acima de 20 unidades.
- Custo de Energia: A reprodução custa 10 unidades de energia.
- Colocação da Prole: Célula vazia adjacente selecionada aleatoriamente.
- Morte: Se a energia chegar a 0, o carnívoro morre.
- Expectativa de Vida: Cada carnívoro vive por 80 etapas de tempo (se não morrer de fome).
O projeto foi atualizado para usar uma interface web em vez de uma interface textual. O back-end é implementado em C++ usando o framework Crow para criar um serviço REST. A interface web é feita em HTML e JavaScript.
Os alunos devem implementar os seguintes endpoints REST em C++ usando o framework Crow:
- POST /start-simulation: (Re)inicializa a simulação com números iniciais de plantas, herbívoros e carnívoros.
- GET /next-iteration: Avança a simulação por uma etapa de tempo.
Todo o codigo referente ao processamento do body da requisição POST /start-simulation assim como a conversão do grid representando
o estado da simulação já está pronto, vocês só precisam implmentar a lógica de inicialização da simulação (criação das entidades e colocação inicial no grid).
Para isso vocês devem substituir os comentários // <YOUR CODE HERE> no arquivo src/main.cpp.
Este projeto oferece uma jornada envolvente no mundo da modelagem e simulação computacional, combinada com habilidades práticas de programação. Através da resolução criativa de problemas e análise crítica, os alunos construirão uma representação visual dinâmica de um ecossistema, abrindo portas para uma exploração mais aprofundada em ciência da computação e no mundo natural.