문명은 오랜 기간 꾸준히 발전해왔으며 이에 파생되어 다양한 생물도 나타났다. 인류를 위기로 몰아넣는 사건들을 떠올려 보면, 흔히 전쟁, 식량 위기, 기후 변화 등의 문제가 생각날 것이다. 이러한 위기에 더하여 바이러스, 균 등의 영향까지 고려해야 한다. 흑사병과 스페인독감 그리고 콜레라 및 결핵 더하여 최근에 발생한 COVID-19까지. 수많은 인류의 목숨을 앗아간 질병들이며 세계를 공포에 몰아넣기도 했다.
최근에는 바이러스나 균에 의한 질병이 가장 큰 문제로 대두되고 있다. 전쟁, 식량 위기, 기후 변화는 지구를 거시적으로 바라 보았을 때 여러가지 협약와 국제기구의 노력으로 꽤나 긍정적이다. 하지만, 바이러스나 균의 경우는 다르다. 이들은 인간이 조절할 수 없는 불수의 현상이다. 우리는 이러한 점에 주목했다. 조절할 수 없다면 미리 대비하면 되는 것이 아닌가? SEIR모델을 이용해 질병을 수학적으로 모델링하고, 감염 추세를 예측할 수 있다면 우리에게 많은 도움이 될 것이라 생각했다. 따라서 시뮬레이션처럼 감염율과 치사율에 따라 S-E-I-R로 이어지는 일련의 과정이 어떻게 나타나는가를 전염병 게임을 만들어 관찰하도록 했다.
게임적 요소를 더하기 위해서 백신이라는 요소를 추가해 게임당 1회 한정으로 감염자를 회복하도록 만드는 기능을 추가했고, 회복자(R)에 따라 등급을 부여했다.
이 게임 코드에서는 수업시간에 배운 SEIR 모델을 기반으로 하고 있지만, 미분 방정식은 명시적으로 사용되지 않았다. 대신, SEIR 모델의 각 단계를 상태 변화 시스템으로 구현하여 각 에이전트가 시간의 흐름에 따라 상태를 전환하도록 했다.
SEIR 모델은 전염병의 확산을 시뮬레이션하는 데 자주 사용되며, 보통 다음과 같은 네 가지 상태로 구성된다:
코드에서는 감염된 에이전트와 가까이 있는 감수성 에이전트가 일정 확률로 감염된다.
잠복기 상태에 있는 에이전트는 일정 시간이 지나면 감염 상태로 전이된다.
감염 상태에 있는 에이전트는 일정 시간이 지나면 회복 또는 사망 상태로 전이된다. 회복 확률은 따로 확률을 설정해두었다.