Prírodou inšpirované algoritmy

študijné materiály pre projekt mobilnej triedy umelej inteligencie

Späť ku kurzom triedy
Obsah
Bylova slučka
Slučky Chou-Reggia
Langtonove Q-slučky
Sayamove Q-slučky



Ostatné kapitoly
Výpočtové schopnosti celulárnych automatov
Celulárne automaty - úvod
Samoreprodukujúce sa celulárne automaty
Kryštálove výpocty
HAL
Boidi
Floyi
Aplikácie celulárnych automatov
CAPOW
LIFE - Hra života
Fredkinov biliardový automat


Tutoriály
 Celulárne automaty
 Morfogenéza
 Simulátory
 Evolučné algoritmy
 Chaos
 Roboty
 Rôzne


Langtonove Q-slučky

Tieto slučky používajú 8 stavov (význam ≅ ako u Coddovho aut.) Ide o zjednodušenie Coddovho automatu, ktorý má viac stavov. Pri vyhodnocovaní sa používa neumannovské susedstvo (5-susedstvo), základná slučka obsahuje 86 buniek. Správanie sa automatu popisuje 219 pravidiel z 32768 možných (85). Langtonova slučka neemuluje Turingov stroj. Reprodukuje sa za 150 generácií. V jadre „koluje“ informácia 70 70 70 70 70 70 40 40 obalená stavmi 2 a jej duplikát prechádza do „potomka“ tak, že na križovatke sa informácia kopíruje do oboch ramien. Na konci ramena sa informácia preloží takto:

  • 70 - predĺženie ramena
  • 40 - otočenie vľavo

Keď sa v rohoch slučky stáča doľava dvojica 40, v obale sa vždy objaví na chvíľu stav 3 (napr. kroky 1, 5 alebo 8). V kroku 126 sa v spojnici dvoch slučiek objavia stavy 5 a 6. Stav 5 smeruje doľava a potom v obale prvej slučky smerom hore, až v kroku 137 v nej iniciuje rast výbežku smerom nahor. Stav 6 smeruje doprava v druhej slučke ako súčasť "zdedenej" informácie 70 70 70 60 70 70 40 40 a v kroku 137 iniciuje rast výbežku pravej slučky smerom doprava (pri vetvení smerom nahor sa dvojica 60 mení na pôvodnú 70). Nakoniec je v kroku 150 proces samoreprodukcie ukončený.

Naznačený proces pokračuje ďalej a v generácii 300 už existujú štyri slučky, v generácii 450 je ich už osem. V prostrednej slučke dolného radu v tejto chvíli dochádza k postupnej deštrukcii "krúžiacej informácie" a táto slučka ani nemá priestor pre vytvorenie výbežku (proces zmienenej deštrukcie je zavŕšený v generácii 466).

Význam počtu krokov pri radiobuttonoch:

  • krok 4: signál 70 spôsobí predĺženie ramena
  • krok 28: informácia 70 70 70 70 70 70 40 40 obehne v slučke
  • krok 35: dvojica signálov 40 40 spôsobí otočenie ramena vľavo
  • krok 150: reprodukčný cyklus

Ako u bolo spomenuté, v prostrednej slučke dolného radu dochádza k postupnej deštrukcii "krúžiacej informácie" a táto slučka ani nemá priestor pre vytvorenie výbežku (proces zmienenej deštrukcie je zavŕšený v generácii 466). Toto postupné "odumieranie" vnútorných slučiek, nemajúcich dostatok priestoru, pokračuje ďalej a vzniká akási kolónia (pripomínajúca koralové útvary) slučiek, rastúcich na obvode a obklopujúca stále väčšie "mŕtve" jadro

Hore
Kontakt: Marek Bundzel