Prírodou inšpirované algoritmy

SDSR slučky

SDSR slučky (structurally dissolvable self-reproducing loops) sú modifikované slučky, ktoré majú okrem pôvodnej schopnosti rozmnožovať sa aj schopnosť sebazničenia v prípade, keď nie je dostatok priestoru na ich replikáciu. Dosiahlo sa to pridaním deviateho stavu a miernej modifikácie pravidiel lokálnej prechodovej funkcie. Experimenty ukázali, že v dostatočne veľkom priestore boli SDSR slučky úspešnejšie, než obyčajné „nesmrteľné“ samoreprodukujúce sa slučky langtonovského typu.

„Smrť“ ako štrukturálny zánik SDSR slučky

Pravá slučka sa pokúša vysúvať rameno do ľava. Avšak, zatiaľ čo je ľavá časť už obsadená inou slučkou, je generovaný "stav zanikania" pozdĺž signálov v hornej ľavej časti pravej slučky. "Stav zanikania" postupuje v smere hodinových ručičiek pozdĺž obalu a rozpúšťa susediace plášte jeden za druhým. Nakoniec je štruktúra pravej slučky zničená. Popísaný postup ilustruje nasledujúci obrázok.

Čiastkový štrukturálny zánik SDSR slučky

Do priestoru, v ktorom slučka chce reprodukovať svojho potomka, sú umiestnené dva plášťové fragmenty. Ako slučka vysúva rameno, objavuje sa tu "stav zanikania" z dôvodu kolízie nárazu jej ramena s plášťovým fragmentom. Pri "stave zanikania" je nárazom zničený fragment. Po tom, čo sa podarí slučke odstrániť prekážky v ceste, reprodukuje svojho potomka korektne do pravej časti. Avšak, zatiaľ čo dĺžka ramena je zmenená pri procese odstraňovania fragmentov, situácia si protirečí s mechanizmom slučky, ktorá sa vyskytuje v rodičovi a teda jej štruktúra je následne zrušená. Všetko toto ilustruje nasledujúci obrázok.

Samoreprodukcia SDSR slučiek v nekonečnom priestore

SDSR slučky sa javia viac dynamické ako SR slučky. Pretože SDSR slučky môžu reprodukovať sami seba do strednej časti priestoru, umiestňujú sami seba do tvaru špirály. Môže to teda byť stanovené číslom žijúcich slučiek pristupujúcich do O(uplynulý čas na druhú) ako čas uskutočnenia.

Samoreprodukcia SDSR slučiek v konečnom priestore

V porovnaní s SR slučkami, samo-reprodukčná schopnosť SDSR slučiek je polo-nemenne zachovávaná pravidelne vnútri konečného priestoru, zatiaľ čo nové oblasti (časti), ktoré môžu byť použité na samoreprodukciu nových slučiek sú postupne vytvárané za pomoci štrukturálneho "zanikania". Ilustrované je to na nasledujúcom obrázku.

Zlúčenie dvoch SDSR slučiek priamou interakciou fenotypov

Zrážka dvoch SDSR slučiek vytvára statickú štruktúru, ktorej tvar je odlišný od pôvodnej slučky. Zatiaľ čo SDSR slučky môžu pokračovať v ich správaní samoreprodukcie po dlhý čas z dôvodu štrukturálneho "zanikania" iných slučiek, sú niekedy konfrontované s výnimočnými podmienkami, ktoré môžu vytvárať práve spojené slučky za pomoci priamej interakcie fenotypov. Popísaný postup ilustruje nasledujúci obrázok.

Zápas o existenciu SDSR slučiek druhov 4 a 6

Na začiatku sú do ľavej hornej a pravej dolnej oblasti priestoru umiestnené slučky druhu 4, a do hornej pravej a dolnej ľavej druhu 6. Tak ako čas plynie, slučky druhu 4 sa javia, že sú nadradené nad slučkami druhu 6. V skutočnosti všetky slučky druhu 6 sú zničené. Priestor je 200x200 (viď. nasledujúci obrázok).

Zápas o existenciu SDSR slučiek druhov 7 a 9

Na začiatku sú do ľavej hornej a pravej dolnej oblasti priestoru umiestnené slučky druhu 7, a do hornej pravej a dolnej ľavej druhu 9. V tomto prípade, druh 9, ktorý je zdanlivo nevýhodný pre jeho dlhú dĺžku v skutočnosti zničí druh 7 po dlhom konečnom boji. Priestor je 200x200 (viď. nasledujúci obrázok).

Sayamove SDSR slučky si môžete vyskúšať v applete .