Cellular Automata :작은 세포, 큰 행동
바둑판처럼 그리드를 상상해보십시오. 이 그리드의 각 정사각형은 "셀"을 나타내며, 각 셀은 몇 가지 가능한 상태 중 하나에있을 수 있습니다. 예를 들어, 셀은 "on"또는 "off", "검은 색"또는 "흰색"이거나 그와 관련된 숫자가있을 수 있습니다.
이제 각 세포의 상태가 이웃의 상태에 따라 변한다고 상상해보십시오. 이것은 Cellular Automaton (CA)의 핵심 아이디어입니다. :
* 세포의 그리드 : CA는 1D, 2D 또는 더 높은 치수 일 수있는 이산 그리드에 정의됩니다.
* 상태 : 각 셀은 유한 한 수의 상태 중 하나에 존재할 수 있습니다.
* 규칙 : 일련의 규칙은 이웃 세포의 상태에 따라 각 시간 단계에서 셀의 상태가 어떻게 변하는지를 결정합니다.
모든 셀에 동시에 적용되는 간단한 지침 세트로 생각하십시오.
간단한 예는 다음과 같습니다.
* 그리드 : 1D 그리드 (단일 셀 라인).
* 상태 : 각 셀은 "on"(1) 또는 "Off"(0) 일 수 있습니다.
* 규칙 : 셀이 왼쪽과 오른쪽 이웃이 "켜기"라면 셀이 "켜기"가됩니다. 그렇지 않으면 "꺼짐"이됩니다.
이 간단한 규칙은 CA가 시간이 지남에 따라 진화함에 따라 놀랍고 복잡한 패턴으로 이어질 수 있습니다.
셀룰러 오토마타가 매력적인 이유는 다음과 같습니다.
* 단순성 : 단순성에도 불구하고 CAS는 엄청나게 복잡한 행동을 보일 수 있습니다.
* 출현 복잡성 : 간단한 규칙의 상호 작용에서 나오는 패턴은 매우 복잡하고 예측할 수 없습니다.
* 보편성 : 일부 CA는 이론적으로 모든 튜링 머신을 시뮬레이션 할 수 있습니다. 즉, 컴퓨터가 할 수있는 모든 것을 계산할 수 있습니다.
* 응용 프로그램 : CAS는 다음을 포함하여 다양한 분야에서 응용 프로그램을 찾았습니다.
* 물리적 현상 모델링 : 유체 흐름, 산불 및 교통 패턴 시뮬레이션.
* 컴퓨터 그래픽 : 현실적인 텍스처와 패턴을 생성합니다.
* 생물학 : 유기체의 성장과 발달을 모델링합니다.
* 암호화 : 랜덤 숫자를 생성하고 안전한 암호화 체계 설계.
유명한 예 :
* Conway의 삶의 게임 : 삶, 죽음 및 복잡한 상호 작용의 매혹적인 패턴을 생성하는 잘 알려진 2D CA.
* Wolfram Cellular Automata : Stephen Wolfram이 연구 한 일련의 1D CAS는 다양한 수준의 복잡성과 행동을 보여줍니다.
탐험 CAS :
Cellular Automata를 탐색하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.
* 온라인 시뮬레이터 : 여러 웹 사이트에서는 다른 규칙을 가지고 재생하고 결과를 볼 수있는 대화식 시뮬레이터를 제공합니다.
* 프로그래밍 : Python 또는 C ++와 같은 프로그래밍 언어를 사용하여 자신의 CA 시뮬레이션을 작성할 수 있습니다.
* 책과 기사 : 이론, 응용 및 역사를 다루는 Cellular Automata에 관한 풍부한 문학이 있습니다.
Cellular Automata는 복잡한 행동을 생성하기 위해 간단한 규칙의 힘에 매혹적인 창을 제공하며 연구 및 탐사의 활발한 영역입니다.
