Cellulaire automaat

Een cellulaire automaat is een model dat wordt gebruikt in de informatica en de wiskunde. Het idee is om een dynamisch systeem te modelleren door gebruik te maken van een aantal cellen. Elke cel heeft één van verschillende mogelijke toestanden. Bij elke "beurt" of iteratie wordt de toestand van de huidige cel bepaald door twee dingen: zijn huidige toestand, en de toestanden van de naburige cellen.

Een zeer beroemd voorbeeld van een cellulaire automaat is Conway's Game of Life. Stanislaw Ulam en John von Neumann beschreven cellulaire automaten voor het eerst in de jaren 1940. Conway's Game of Life werd voor het eerst vertoond in de jaren 1970.

Biologie

Sommige biologische processen komen voor - of kunnen worden gesimuleerd - door cellulaire automaten.

De patronen van bepaalde zeeschelpen worden gegenereerd door natuurlijke cellulaire automaten. Voorbeelden hiervan zijn te zien bij de geslachten Conus en Cymbiola. De pigmentcellen liggen in een smalle band langs de lip van de schelp. Elke cel scheidt pigmenten af naar gelang van de activerende en remmende activiteit van zijn naburige pigmentcellen, volgens een natuurlijke versie van een mathematische regel. De celband laat het gekleurde patroon op de schelp achter terwijl hij langzaam groeit. De wijdverbreide soort Conus textiel bijvoorbeeld vertoont een patroon dat lijkt op Wolfram's regel 30 cellulaire automaat.

Planten regelen hun opname en verlies van gassen via een cellulair automatisme. Elke stoma op het blad fungeert als een cel.

Bewegende golfpatronen op de huid van koppotigen kunnen worden gesimuleerd met een tweestatige, tweedimensionale cellulaire automaat, waarbij elke toestand overeenkomt met een uitgezette of ingetrokken chromatofoor.

Er zijn drempelautomaten uitgevonden om neuronen te simuleren, en complexe gedragingen zoals herkennen en leren kunnen worden gesimuleerd.

Fibroblasten zijn vergelijkbaar met cellulaire automaten, aangezien elke fibroblast alleen met zijn buren interageert.

Het textiel van Conus vertoont een cellulair automatiseringspatroon op zijn schaal.
Het textiel van Conus vertoont een cellulair automatiseringspatroon op zijn schaal.

Verwante pagina's


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3