autômatos celulares
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Definição e funcionamento dos Autômatos CelularesTRANSCRIPT
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INTELIGÊNCIA ARTIFICIAL: Autômatos Celulares
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ReferênciasAutômatos Celulares: Revisão Bibliográfica e Exemplos de ImplementaçõesLucas Gremonini e Eduardo VicentiniRevista Eletrônica Lato Sensu – Universidade Estadual do Centro-Oeste
Autômatos Celulares: Teoria e AplicaçõesFlávio Pádua e Professor Newton VieiraUniversidade Federal de Minas Gerais.
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Autômatos Celulares• Surgiu nos anos 40 objetivando criar sistemas evolutivos
• Possui aplicação em diversas áreas:• Modelagem de fenômenos físicos, biológicos e sociológicos• Aplicativos que processam imagens digitais
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DefiniçãoAutômatos 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.
AC Inativo
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Características Básicas• Paralelismo: atualização autônoma
• Localidade: atualização depende da posição
• Homogeneidade: regras iguais para todos
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CaracterísticasA Geometria é a forma da grade de células, formada por dimensão e formato.
Dimensões:
1D
2D 3D
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CaracterísticasA Geometria é a forma da grade de células, formada por dimensão e formato.
Formatos da células:
Triangular HexagonalQuadrangular
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Características• Vizinhança: determinada seleção de células próximas
Células na vertical, horizontal e diagonalmente adjacentes à célula
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Características• Vizinhança: determinada seleção de células próximas
Células na vertical, horizontalmente a adjacentes a célula
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Características• Vizinhança: determinada seleção de células próximas
Vizinhança aleatória e arbitrária
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Características• Regras: regras para alteração dos estados das células• Determinísticas• Não determinísticas
• Estados: estados em que célula poderá ficar
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Autômatos CelularesComo funcionam na prática?
• Formiga de Langton (vídeo)
• CA-horus Line (animação)
• Sistemas complexos (3D):• Simulação biológica de micróbios (vídeo)•Autômato célula 3D (vídeo)
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Computação UniversalOs 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.
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Máquina de TuringCriada em 1936 a Máquina de Turing consiste em:• Uma fita infinita• Um cabeçote de leitura e gravação• Um registrador de estados• Uma tabela com as regras
Máquina de Turing
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ACs e a Máquina de TuringA partir do movimento da fita consegue-se derivar as regra do Autômato Celular:
AC 1D
Máquina de Turing