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Carregado porCésar Augusto Pereira
Automatos celulares
O documento descreve autômatos celulares, definindo-os como modelos matemáticos compostos por células em uma grade que evoluem segundo regras locais. Detalha a história, características e aplicações dos autômatos celulares, incluindo um exemplo de simulação da propagação de incêndios florestais.
Automatos celulares
- 1. AUTÔMATOS CELULARES Equipe: Bruno Vinicius CésarAugusto Déborah Suellen Elielton Carvalho Géssica Batista Junior Tadeu Wagner Gomes
- 2. DEFINIÇÃO Autômatos Celulares sãomodelos 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
- 3. HISTÓRICO 1940 1970 1983 JohnVon Neumann Foi o primeiro a propor um modelo simples para tentar reproduzir vida Stephen Wolfran Descreveu um estudo sobre o comportamento de autômatos celulares John Horton Conway criou um dos autômatos mais famosos de todos os tempos, o Jogo da Vida.
- 4. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS Paralelismo:atualização autônoma Localidade: atualização depende da posição Homogeneidade: regras iguais para todos
- 5. CARACTERÍSTICAS A Geometriaé a forma da grade de células, formada por dimensão e formato. Quadrangular Triangular Hexagonal
- 6. CARACTERÍSTICAS Vizinhança: determinaseleção de células próximas Uma dimensão – 1D Duas dimensões – 2D Três dimensões – 3D
- 7. CARACTERÍSTICAS Regras: regraspara alteração dos estados das células Determinísticas Não determinísticas Estados: número de estados em que a célula poderá ficar2 estados 3 estados 4 estados
- 8. COMPUTAÇÃO UNIVERSAL OsAutômatos 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.
- 9. APLICAÇÕES Autômatos celulares são usadosna prática para simular e prever eventos e comportamentos de sistemas que evoluem com o tempo, como modelagem de fenômenos físicos, biológicos e sociológicos, aplicativos que processam imagens digitais: Propagação de Tráfego Urbano Incêndios florestais Criptografia Sistemas Sociais Criatividade Musical Fractais Formação de cristais
- 10. PROPAGAÇÃO DE INCÊNDIO Esse autômato tem por objetivo simular a propagação do incêndio e prever qual será a situação dentro de um determinado período, para onde ele irá se espalhar, observando principalmente o vento que tem grande influência, dessa forma ajudando as pessoas na orientação sobre onde iniciar o combate ao incêndio.
- 11. POSSÍVEIS ESTADOS Célulaverde vegetação (floresta) Célula vermelha Célula preta queimada (carbonizada) em chamas (fogo)
- 12. TRANSIÇÕES A transiçãoentre os estados da célula será da seguinte forma: floresta -> fogo -> queimada Passando de floresta para fogo, passando de fogo para queimada, nesta ordem sem retornar ao seu estado inicial.
- 13. VIZINHANÇA O autômato emestudo considerará apenas um formato de matriz bidimensional (2D), onde uma célula terá ação de raio 1 em relação a suas vizinhas, mantendo assim o formato de vizinhança de Moore. As células serão representadas em formato quadrangular.
- 14. REGRAS A floresta consideradapossui uma vegetação verde, onde o incêndio se propaga de forma mais lenta e demora um certo tempo até que a vegetação se torne cinzas, pois as condições de clima favorecem a vegetação.
- 15. FERRAMENTA A ferramenta utilizada éo WorldMaker, que possibilita a criação do autômato com diversas regras e estados como observado ao lado.
- 16. WORLDMAKER WorldMaker é umsistema de grade quadrada: ele é baseado nas interações de entidades que agem localmente. Cada célula pode ter duas entidades: um objeto e um fundo, que podem interagir em conjunto ou separadamente.
- 17. WORLDMAKER Interações binárias (conformedefinido pelas regras) são avaliadas entre a célula em questão e cada uma das células vizinhas, por sua vez no bairro de Moore. Enquanto que uma célula pode interagir com cada uma das suas células vizinhas, por sua vez, que, no entanto, não pode interagir com mais de uma célula a outra simultaneamente.
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- 19. SIMULAÇÃO A simulação teráinício com poucos e pequenos focos de incêndio que serão observados em um determinado período de tempo.
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