Autômatos Celulares

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Definição e funcionamento dos Autômatos Celulares

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Autômatos Celulares

  1. 1. INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL: Autômatos Celulares<br />
  2. 2. Referências<br />Autômatos Celulares: Revisão Bibliográfica e Exemplos de Implementações<br />Lucas Gremonini e Eduardo Vicentini<br />Revista Eletrônica Lato Sensu – Universidade Estadual do Centro-Oeste<br />Autômatos Celulares: Teoria e Aplicações<br />Flávio Pádua e Professor Newton Vieira<br />Universidade Federal de Minas Gerais.<br />
  3. 3. Autômatos Celulares<br /><ul><li> Surgiu nos anos 40 objetivando criar sistemas evolutivos
  4. 4. Possui aplicação em diversas áreas:
  5. 5. Modelagem de fenômenos físicos, biológicos e sociológicos
  6. 6. Aplicativos que processam imagens digitais</li></li></ul><li>Definição<br />Autômatos Celulares são modelos matemáticos delimitados por uma malha contendo células que são identificadas por estados. Os estados evoluem através de regras de interação locais e com evolução temporal.<br />AC Inativo<br />
  7. 7. Características Básicas<br /><ul><li> Paralelismo: atualização autônoma
  8. 8. Localidade: atualização depende da posição
  9. 9. Homogeneidade: regras iguais para todos</li></li></ul><li>Características<br />A Geometria é a forma da grade de células, formada por dimensão e formato.<br />Dimensões:<br />1D<br />2D<br />3D<br />
  10. 10. Características<br />A Geometria é a forma da grade de células, formada por dimensão e formato.<br />Formatos da células:<br />Quadrangular<br />Triangular<br />Hexagonal<br />
  11. 11. Características<br /><ul><li> Vizinhança: determinada seleção de células próximas</li></ul>Células na vertical, horizontal e diagonalmente adjacentes à célula<br />
  12. 12. Características<br /><ul><li> Vizinhança: determinada seleção de células próximas</li></ul>Células na vertical, horizontalmente a adjacentes a célula <br />
  13. 13. Características<br /><ul><li> Vizinhança: determinada seleção de células próximas</li></ul>Vizinhança aleatória e arbitrária<br />
  14. 14. Características<br /><ul><li> Regras: regras para alteração dos estados das células
  15. 15. Determinísticas
  16. 16. Não determinísticas
  17. 17. Estados: estados em que célula poderá ficar</li></li></ul><li>Autômatos Celulares<br />Como funcionam na prática? <br /><ul><li> Formiga de Langton (vídeo)
  18. 18. CA-horusLine (animação)
  19. 19. Sistemas complexos (3D):
  20. 20. Simulação biológica de micróbios (vídeo)
  21. 21. Autômato célula 3D (vídeo)</li></li></ul><li>Computação Universal<br />Os Autômatos Celulares apresentam características e propriedades da computação universal. Prova disso é que os Autômatos Celulares são capazes de simular passo a passo a Maquina de Turing.<br />
  22. 22. Máquina de Turing<br />Criada em 1936 a Máquina de Turing consiste em:<br /><ul><li> Uma fita infinita
  23. 23. Um cabeçote de leitura e gravação
  24. 24. Um registrador de estados
  25. 25. Uma tabela com as regras</li></ul>Máquina de Turing<br />
  26. 26. ACs e a Máquina de Turing<br />A partir do movimento da fita consegue-se derivar as regra do Autômato Celular:<br />Máquina de Turing<br />AC 1D<br />

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