PrimatenSim – Kulturelle Evolutionssimulation

PrimatenSim ist eine agentenbasierte Simulationsanwendung für Windows zur Erforschung kultureller Dynamiken in Primatengruppen. Die App wurde mit .NET 8.0 und WPF entwickelt und visualisiert die Ausbreitung und Evolution von Kulturen in einer räumlichen Umgebung.

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📋 Inhaltsverzeichnis

• Überblick
• Features
• Die 5 Erweiterungen
• Technologie-Stack
• Screenshots
• Installation
• Projektstruktur
• Simulationslogik
• Steuerung
• Export & Analyse
• Build & Deployment
• Entwicklung

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🎯 Überblick

PrimatenSim simuliert die Entwicklung von 9 verschiedenen Kulturen (K1-K9) in einer Population von Primaten auf einem 40×40 Gitter. Jeder Primat besitzt individuelle Eigenschaften:

Eigenschaft	Beschreibung
Status	Jung oder erwachsen
Alter	In Ticks (max. 20)
Geschlecht	Weiblich (1) oder Männlich (2)
Primärkultur	Hauptkultur (1-9)
Sekundärkultur	Zweitkultur (Hybridisierung)
Macht	Sozialer Einfluss (1-9)

Die Simulation basiert auf einem zellulären Automaten mit toroidaler Geometrie (die Ränder sind miteinander verbunden).

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✨ Features

Kernfunktionen

• ✅ Agentenbasierte Simulation auf 40×40 Gitter (1600 Zellen)
• ✅ 9 verschiedene Kulturen mit individuellen Farben und Toleranzwerten
• ✅ Echtzeit-Visualisierung mit drei Ansichtsmodi
• ✅ Interaktive Steuerung (Start, Stopp, Zufallsverteilung)
• ✅ Geschwindigkeitsregler (20-500 ms pro Tick)
• ✅ Auto-Stopp bei Monokultur
• ✅ CSV-Export der Simulationsdaten
• ✅ Klick-Info für jeden Primaten (Tooltip mit Details)

Visualisierungsmodi

Modus	Beschreibung
Kulturansicht	Farbcodierte Darstellung der Primärkultur
Statusansicht	Geschlecht und Alter (jung/erwachsen)
Ressourcenansicht	Ressourcenverteilung (Grüntöne)

Diagramm

• Live-Chart der Kulturentwicklung über die Zeit
• Bis zu 500 Datenpunkte im sichtbaren Fenster
• Populationslinie optional ein-/ausblendbar

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🧬 Die 5 Erweiterungen

1. Kulturelle Hybridisierung

Jeder Primat besitzt eine Primärkultur und eine Sekundärkultur. Kinder erben die Primärkultur von der Mutter und die Sekundärkultur vom Vater.

2. Macht-Puffer für Kulturwechsel

Erwachsene Männchen können ihre Kultur ändern, wenn ein deutlich mächtigerer (Macht +3) Rivale in der Nachbarschaft ist. Die eigene Macht sinkt dabei um 1.

3. Weibliche Affinität bei Partnerwahl

Bei der Partnerwahl wird nicht nur die Macht der Männchen berücksichtigt, sondern auch die kulturelle Nähe (0.8 × Macht + 0.2 × kulturelle Affinität).

4. Ressourcen-System

Jede Zelle besitzt Ressourcen (0-5). Diese werden beim Verbrauch reduziert und regenerieren sich langsam. Ressourcenreiche Gebiete bieten einen Bonus für Machtgewinn.

5. Kulturelle Toleranz

Jede Kultur hat einen individuellen Toleranzwert (0.1-0.9). Bei kultureller Isolation (viele fremde Nachbarn) steigt die Sterbewahrscheinlichkeit:
P(Tod) = Isolationsgrad × (1 - Toleranz)

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🛠 Technologie-Stack

Komponente	Technologie	Version
Framework	.NET 8.0	8.0
Sprache	C#	12.0
UI-Framework	WPF	-
Charts	LiveCharts.Wpf	0.9.7
JSON-Parser	Newtonsoft.Json	13.0.3
Build-Tool	MSBuild	-
Mindest-Windows	Windows 10	1809+

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📊 Simulationslogik

Lebenszyklus eines Primaten

Geburt → Jung (Alter 0-2) → Erwachsen (Alter 3-19) → Tod (Alter 20)

Einflussfaktoren pro Tick

1. Alterung (80% Wahrscheinlichkeit)
2. Ressourcenverbrauch (falls verfügbar)
3. Kulturelle Isolation (Tod durch Fremde)
4. Kulturelle Beeinflussung (nur erwachsene Männchen)
5. Geburt (25% Wahrscheinlichkeit bei Paar in Nachbarschaft)
6. Migration (0.05% spontane Neubesiedlung)

Kulturelle Toleranzwerte

Kultur	K1	K2	K3	K4	K5	K6	K7	K8	K9
Toleranz	0.2	0.8	0.4	0.9	0.5	0.1	0.7	0.3	0.6

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💻 Installation

Voraussetzungen

• Windows 10 oder Windows 11 (64-Bit)
• .NET 8.0 Desktop Runtime (Download)
• Visual Studio 2022 (für Entwicklung)

Schritt-für-Schritt Installation

# 1. Repository klonen
git clone https://github.com/yourusername/PrimatenSim.git
cd PrimatenSim

# 2. Projekt in Visual Studio öffnen
start PrimatenSim.sln

# 3. NuGet-Pakete wiederherstellen
dotnet restore

# 4. Build ausführen
dotnet build

# 5. App starten
dotnet run

Ausführbare Datei erstellen

dotnet publish -c Release -r win-x64 --self-contained true -p:PublishSingleFile=true -o ./publish

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📁 Projektstruktur

PrimatenSim/
├── PrimatenSim.csproj              # Projektdatei
├── PrimatenSim.sln                 # Visual Studio Projektmappe
├── App.xaml                        # Anwendungsressourcen
├── App.xaml.cs                     # App-Lifecycle
├── MainWindow.xaml                 # Hauptfenster
├── MainWindow.xaml.cs              # Hauptfenster-Logik
├── Models/
│   ├── Primat.cs                   # Primaten-Datenmodell
│   └── SimulationState.cs          # Zustandsspeicherung
├── Engine/
│   ├── SimulationEngine.cs         # Kernlogik (Zellautomat)
│   └── Statistics.cs               # Statistikberechnungen
├── Views/
│   └── SimulationCanvas.xaml       # Interaktive Visualisierung
│   └── SimulationCanvas.xaml.cs    # Canvas-Logik
├── Converters/
│   └── DoubleToBrushConverter.cs   # Wertkonverter
└── Resources/
    └── Styles.xaml                 # Globale UI-Styles

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🎮 Steuerung

Element	Funktion
▶ Start	Startet die Simulation
⏸ Stopp	Stoppt die Simulation
🔀 Zufallsverteilung	Setzt neue zufällige Population
Geschwindigkeitsregler	Steuert die Tick-Geschwindigkeit (20-500 ms)
Auto-Stopp bei Monokultur	Stoppt automatisch bei 99.5% Dominanz
Kulturansicht	Zeigt farbcodierte Kulturen
Statusansicht	Zeigt Geschlecht und Alter
Ressourcenansicht	Zeigt Ressourcenverteilung
Klick auf Zelle	Zeigt Details des Primaten an
CSV Export	Exportiert die Simulationsdaten

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📤 Export & Analyse

CSV-Export-Format

Tick;Population;Kultur_1;Kultur_2;...;Kultur_9
0;245;0.12345;0.09876;...;0.06789
1;248;0.12234;0.09765;...;0.06890
...

Statistische Kennzahlen (in Statistics.cs)

Maß	Beschreibung
Simpson-Index	1 - Σ(p_i²) → Diversität (0-1)
Shannon-Entropie	-Σ(p_i × log₂(p_i)) → Komplexität
Gini-Koeffizient	Ungleichverteilung der Kulturen

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🚀 Build & Deployment

Entwicklung

# Build ausführen
dotnet build

# App starten
dotnet run

# Release-Build
dotnet build -c Release

# Publish als Einzeldatei
dotnet publish -c Release -r win-x64 --self-contained true -p:PublishSingleFile=true -o ./publish

Systemanforderungen

• Betriebssystem: Windows 10 / Windows 11 (64-Bit)
• .NET Runtime: .NET 8.0 Desktop Runtime
• RAM: mindestens 256 MB
• Festplatte: etwa 30 MB
• Bildschirmauflösung: mindestens 1024×768

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👨‍💻 Entwicklung

Voraussetzungen

• Visual Studio 2022 mit .NET-Desktop-Entwicklung
• .NET 8.0 SDK

Projekt öffnen

start PrimatenSim.sln

Tests ausführen

dotnet test

Simulationsparameter anpassen

Die wichtigsten Parameter finden Sie in Engine/SimulationEngine.cs:

private const int WIDTH = 40;              // Breite des Gitters
private const int HEIGHT = 40;             // Höhe des Gitters
private const double INITIAL_DENSITY = 0.1; // Anfangsdichte (10%)
private const int MAX_HISTORY = 5000;       // Maximale Historie

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