Category Spotlight #3 — Biologia i nauki o życiu

symulacji

podkategorie

algorytmów

Biologia to nauka najbogatsza w algorytmy. Każdy proces biologiczny — stado, żerowanie, ewolucja, rozpoznanie molekularne — został modelowany obliczeniowo, a te modele stanowią doskonałe symulacje przeglądarkowe, ponieważ są z natury wizualne i z natury interesujące dla osób niebędących specjalistami.

Kategoria Życie — zachowania emergentne

Te symulacje pokazują, jak makrozachowanie (stado, plaga, wzorzec) wyłania się z mikroreguł (każdy ptak, każda zarażona osoba, każda komórka).

🐦

Stado boids 3D

Trzy reguły Reynoldsa — separacja, wyrównanie, kohezja — tworzą realistyczne stadowanie z 500+ agentami w czasie rzeczywistym w 3D.

Three.jsŁatwyPopularny

🐜

Optymalizacja kolonii mrówek

ACO ze śladami feromonowymi i parowaniem. Mrówki znajdują niemal optymalne trasy między źródłami pożywienia — ten sam algorytm używany w problemach trasowania.

Canvas 2DUmiarkowany

🟩

Gra w życie

Klasyczna gra Conwaya plus alternatywne reguły (Highlife, Maze, Day & Night). Zawiera tryb 3D sferyczny i bibliotekę 64 wzorców.

Canvas 2DŁatwyPopularny

🦠

Rozprzestrzenianie epidemii (SIR)

Modele przedziałowe SIR i SEIR z siecią kontaktów. Dostosuj R₀, tempo szczepień i dystans społeczny; obserwuj zmianę krzywych epidemii.

Canvas 2DUmiarkowany

🦊

Ofiara-drapieżnik

Model agentowy Lotki-Volterry. Króliki i lisy na siatce 2D; populacje oscylują. Portret fazowy pokazuje cykl graniczny.

Canvas 2DŁatwy

✨

Reakcja-dyfuzja

Model Graya-Scotta generuje wzory Turinga — plamy, paski, spirale — wyłącznie z dwóch stężeń chemicznych. Symulacja na poziomie pikseli przy 60 kl./s.

Canvas 2DUmiarkowanyPopularny

Kategoria Genetyka — ewolucja

Trzy symulacje modelują dziedziczność, dobór naturalny i dynamikę ewolucyjną.

🦋

Dobór naturalny

Agenci dziedziczą prędkość, promień wykrywania i odcień kamuflażu. Drapieżniki polują na podstawie widoczności; ocaleni się rozmnażają z mutacją. Obserwuj zmianę rozkładu cech.

Canvas 2DUmiarkowany

🧬

Algorytm genetyczny

Wyewoluuj populację, by dopasować docelowy ciąg znaków. Krzyżowanie, mutacja i presja selekcyjna są w pełni regulowalne. Obserwuj poprawę dopasowania w kolejnych pokoleniach.

Canvas 2DŁatwy

🎮

Ewolucyjna teoria gier

Jastrząb-Gołąb, Dylemat więźnia i Papier-Kamień-Nożyce na siatce przestrzennej. Równowagi ESS wyłaniają się spontanicznie z lokalnych interakcji.

Canvas 2DZaawansowany

Biologia molekularna — komórki i białka

🧬

Zwijanie białka

Model sieciowy HP z symulowanym wyżarzaniem. Kryterium Metropolis minimalizuje kontakty H-H. Reszty do 25. Nakładka widmowa pokazuje najlepiej znalezioną konformację.

Canvas 2DZaawansowany

🔵

Dyfuzja błony komórkowej

Ruch Browna 450 cząstek przez kanały transportu prostego, wspomaganego i aktywnego. Obserwuj prawo Ficka w akcji — i ATP napędzające transport pod górkę.

Canvas 2DŁatwy

🌀

Replikacja DNA

Animowane widełki replikacyjne semikonserwatywne: helikaza, prymaza, synteza nici wiodącej/opóźnionej, fragmenty Okazaki, ligaza. Tryb krok po kroku lub ciągły.

Canvas 2DUmiarkowanyNowość

Algorytmy stojące za życiem

Kategoria biologii zbiorowo wykorzystuje więcej algorytmów niż jakakolwiek inna kategoria na stronie:

Boids Reynoldsa ACO (kolonia mrówek) Automat komórkowy Conwaya Model SIR/SEIR Lotka-Volterra Gray-Scott Symulowane wyżarzanie Kryterium Metropolis Ewolucyjna teoria gier Ruch Browna

Zalecana ścieżka nauki: Gra w życie → Boids → Reakcja-dyfuzja → Epidemia SIR → Dobór naturalny. Każdy krok dodaje warstwę złożoności: dyskretne → ciągli agenci → chemia → efekty sieciowe → dynamika ewolucyjna.