Wie funktioniert ein Weighted-Random-Walk-Algorithmus? Spannende Einblicke!

Für alle, die Stoffe herstellen oder als Hobby Batiken, bietet dieser Artikel neue kreative Anregungen. Auch Softwareentwickler kommen nicht zu kurz, denn wir präsentieren eine Demo-Anwendung für sogenannte gewichtete Zufallsspaziergänge, die erstaunliche Grafiken aus Zufallsmustern erzeugen kann. Wir erklären auch, wie diese Anwendung funktioniert. Lässt man die farbigen Linien für kurze Zeit über eine weiße Leinwand laufen, entstehen Designs, die als Muster für Stoffe, Tapeten oder Teppiche dienen können. Lässt man sie länger laufen, ähneln die Ergebnisse Batikmustern oder Rorschach-Tests. Die Anwendung ist mit allen modernen Browsern kompatibel. Im GitHub-Repository zu diesem Beitrag finden Sie den Code und einen Link zur Live-Demo. Sollten Sie nicht zu den angesprochenen Zielgruppen gehören, könnten Sie die generierten Bilder immer noch als Desktophintergründe nutzen.

Taumelnd zum Ziel

Ein Zufallsspaziergang, auch Random Walk genannt, ist ein mathematisches Modell für einen Pfad, der sich aus zufälligen Schritten zusammensetzt: Die Richtung des nächsten Schrittes lässt sich nicht vorhersagen. Daher wird der Random Walk umgangssprachlich auch als „Besoffener-Spaziergang“ bezeichnet. Solch ein Spaziergang muss nicht unbedingt zweidimensional sein, wie der Begriff suggeriert. Man kann damit auch eindimensionale Prozesse wie das Auf und Ab von Kryptowährungskursen simulieren oder dreidimensionale Bewegungen, wie sie Partikel in Gasen oder Flüssigkeiten ausführen (Stichwort: Brownsche Bewegung). Selbst der ursprüngliche PageRank-Algorithmus, der zur Bewertung von Google-Suchergebnissen dient, könnte als multidimensionaler Random Walk beschrieben werden: Er simuliert das Verhalten eines „zufälligen Surfers“, der blind Links auf einer Webseite anklickt und irgendwann gelangweilt zu einer zufällig anderen Seite wechselt. Die Wahrscheinlichkeit, mit der der Surfer auf eine Seite stößt, bestimmt deren PageRank.

Dies war ein Vorgeschmack auf unseren heise-Plus-Artikel „Funktionsweise eines Weighted-Random-Walk-Algorithmus“.
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