Prírodou inšpirované algoritmy

Simulácia

Obrazovka DDLab-u počas dopredného behu simulácie vyzerá vo väčšine prípadov takto: vľavo sa vykresľujú priestoročasové obrazce podľa stavov siete, v strednej časti rôzne grafy týkajúce sa analýzy a vpravo okno so zoznamom klávesových skratiek pre zmenu parametrov počas behu.

Obrázok vľavo dole znázorňuje dopredný beh simulácie s prednastavenými hodnotami výstupných parametrov pre 1D celulárny automat s n=14, k=3 a pravidlom 56(hex). Jeden riadok predstavuje jeden stav siete (jeden bod pre každý prvok). Každý ďalší riadok smerom dole predstavuje nasledujúci stav v ďalšom časovom kroku. Jednotlivé prvku sú farbené podľa kombinácie hodnôt stavov ich vstupných prvkov. Každý prvok tejto siete má 3 vstupné prvky (tzn. troch susedov), počet možných kombinácií ich stavov a teda aj rôznych farieb je teda 8. DDLab používa paletu 16 farieb - v prípade potreby viacerých farieb (napr. pre k>3), sa postupne dookola opakujú farby z tejto palety. Z grafu vstupnej frekvencie je vidieť (za behu lepšie, ako z tohto statického obrázka), že výsledná vstupná entropia sa drží stále pri maximálnych hodnotách. Histogram vstupnej frekvencie zobrazuje frekvenciu výskytu každej z ôsmich možných kombinácií hodnôt vstupov pre všetky prvky. Farby jednotlivých kombinácií odpovedajú farbám v priestoročasových obrazcoch (pri farbení podľa vstupu tak, ako je to v tomto prípade).

      

Na obrázku vpravo hore môžete vidieť dopredný beh simulácie 1D CA s n=10, k=3 a pravidlom 56(hex), pričom je zobrazená aj matica stavového priestoru. Jednotlivé prvky v obrazcoch sú farbené podľa hodnoty, t.j. ak je hodnota prvku 0, potom je vyfarbený bielou farbou, v opačnom prípade (hodnota prvku je 1) je vyfarbený čiernou farbou. Matica stavového priestoru na obrázku zobrazuje všetky doteraz prejdené stavy. Obrázok bol zachytený v 116. kroku, takže v prípade, že by sieť v každom kroku nadobudla iný stav, bolo by v matici 116 bodov. Tu však sieť už po 14. kroku vstúpila do atraktora, ktorý má 14 stavov. Z toho je zrejmé, že v matici je iba 14+14=28 bodov.

Na obrázku vľavo dole je zobrazený dopredný beh simulácie 1D CA s n=10, k=3 a náhodne generovaným pravidlom. Výstupné parametre sú nastavené na farbenie obrazcov podľa hodnoty, kreslenie grafu ich hustoty a kreslenie grafu spätného zobrazenia. Navyše je zapnutý aj graf spätného zobrazenia. Na tomto grafe, podobne ako na na matici stavového priestoru je vidieť rozloženie prechádzaných stavov v stavovom priestore, tu však navyše ešte vidíte ktorý stav (resp. stav s ktorou hodnotou) jednotlivým stavom predchádzal.

      

Na obrázku vpravo hore máte možnosť vidieť 2D CA LIFE s rozmermi 50x50 buniek a náhodne generovaným počiatočným rozložením buniek. Priestoročasové obrazce sú zobrazené ako časová postupnosť dvojrozmerných obrazcov, ide teda o 3D zobrazenie, kde zvislá os predstavuje čas resp. počet krokov simulácie. Z obrázku pekne vidieť ako v obrazcoch začali vznikať usporiadané štruktúry.