aula 9 - modelagem e simulacao computacional - a ciencia na pratica

20
BC-0005 Bases Computacionais da Ciência Aula 09 Modelagem e Simulação Computacional: A Ciência na Prática Profa. Cristiane Salum CMCC

Upload: johnathas-melati

Post on 26-Nov-2015

94 views

Category:

Documents


2 download

TRANSCRIPT

  • BC-0005

    Bases Computacionais da Cincia

    Aula 09Modelagem e Simulao Computacional:

    A Cincia na Prtica

    Profa. Cristiane SalumCMCC

  • Exemplos Prticos desta AulaExemplo 1 modelagem e simulao do Jogo da Vida

    Matemtico John Conway, 1970. Mquina hipottica de fazer cpias de si mesma. Autmato celular num espao 2D reticulado. A partir de uma config. inicial, regras simples regem o nasc.,

    morte ou sobrevivncia das clulas: branco=viva; preta=morta.

  • Exemplo 1: modelagem do Jogo da Vida (pg. 219)

    Regras:

    Padres estveis:

  • Exemplo 1: modelagem do Jogo da Vida (pg. 219)

    Padres estveis:

  • Exemplo 1: modelagem do Jogo da Vida (pg. 219)Padres oscilatrios:

  • Exemplo 1: simulao do Jogo da Vida (pg. 219)Implementao no Scilab:

  • Definio de Vizinhana:

  • Nmero de Vizinhos:

    Condio para que a clula esteja viva (T) na iterao seguinte:

  • Obs.:

  • No Scilab, rodar o script:close; clear; figure(1); isoview(0,0,1,1)

    f = scf(1); f.color_map = [1 1 1];

    N=50; Niteracoes = 100;

    GRID = round(rand(N,N));

    Matplot(GRID);

    h = gce();

    up=[2:N 1];

    down=[N 1:N-1];

    for i=1:Niteracoes

    Nvizinhos = GRID(up,:)+GRID(down,:)+GRID(:,up)+GRID(:,down)+

    GRID(up,up) + GRID(up,down) + GRID(down,up)+GRID(down,down);

    GRID = bool2s( (Nvizinhos == 3) | ((GRID==1) & (Nvizinhos==2)));

    h.data = double(GRID);

    sleep(20);

    end

  • Exemplos Prticos desta AulaExemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de Resgate

    Contexto: estudo de agentes autnomos (robs) para apoio emsituaes de emergncia/desastres. (RoboCup, 1999) Possveis objetivos:

    Resgate de pessoas, mobilizar equipes atravs de comunicao entre os agentes (sistema multiagentes).

    Minimizar danos: limpar escombros, apagar incndios etc. Avaliar ambiente: gerar mapa, localizar vtimas, avaliar

    condio de sade das vtimas, preservar ambiente e vtimas.

    Exemplos de possvel aplicao: Atentados (WTC, 9/11) Desastres naturais (terremotos, tsunamis).

  • Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de Resgate Exemplo simples no RoboMind:

    Bombeiro (rob) deve resgatar a vtima. Apagar (pintarBranco) o fogo (riscos pretos no cho) e

    desviar de obstculos.

  • Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de ResgateMapa:

    # Resgate.mappaint:{(b,|,16,12),(b,|,16,13),(b,|,17,12),(b,|,17,13),(b,-,17,12),(b,-

    ,18,12),(b,-,19,12)}map:CHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHDGMFFFFFFFFFFFFFFFFFFFJIGI QQ GIGI QQ QQQQ GIGI QQ QQQQ GIGI QQ QQ GIGI QQQ GIGI QQQ GI GI QQ QQ GI GI QQ @ QQ GIGI QQQ GIGI QQ QQQ GIGI QQ GIGI O*OGIGI OOOGIGLHHHHHHHHHHHHHHHHHHHKIBFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE

  • Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de Resgate

  • Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de Resgate

  • Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de ResgatevirarDireita()repetir(){

    se(no temObstculoFrente() e (no pretoFrente() e

    no pretoDireita() e no pretoEsquerda()))

    {se(no

    temObjetoEsquerda()){

    andarFrente(1)}seno{

    virarEsquerda() pegar()virarDireita()andarFrente(5)fim

    }}

    seno se(temObstculoFrente() e no pretoEsquerda() e no pretoDireita())

    {virarDireita()andarFrente(1)

    }seno

    {se(pretoFrente()){

    se(pretoDireita())

    {

    virarDireita()

    repetirEnquanto(pretoFrente()) {

    andarFrente(1)

    pintarBranco()

    pararPintar() }

    }seno{

    andarFrente(1)

    pintarBranco()pararPintar()

    }}seno se(pretoEsquerda()) {

    virarEsquerda()

  • Atividade 1 para Casa

    - Na ferramenta Atividades do Tidia, depositar a resoluo de 1 exerccio dentre os propostos na Seo 10.4 (Conjunto de Prticas) do texto desta aula disponvel no Repositrio.

  • Atividade 2 para Casa

    - No texto desta aula, ler a Seo 10.2 com exemplos de simulaes:

    10.2.1 Robs Exploradorese

    10.2.2 Simulao Cyber-Anasi.

    - Para um dos exemplos, pede-se:a) Elaborar duas perguntas envolvendo conceitos de modelagem e

    simulao no exemplo escolhido.b) Fornecer as respostas.