Autômato celular

Autor: Leandro Alegsa

20-04-2021

Um autômato celular é um modelo utilizado em informática e matemática. A idéia é modelar um sistema dinâmico através do uso de um número de células. Cada célula tem um dos vários estados possíveis. Com cada "volta" ou iteração o estado da célula atual é determinado por duas coisas: seu estado atual, e os estados das células vizinhas.

Um exemplo muito famoso de um autômato celular é o Game of Life da Conway. Stanislaw Ulam e John von Neumann descreveram pela primeira vez os autômatos celulares na década de 1940. O Jogo da Vida da Conway foi mostrado pela primeira vez na década de 1970.

Biologia

Alguns processos biológicos ocorrem - ou podem ser simulados - por autômatos celulares.

Os padrões de certas conchas são gerados por autômatos celulares naturais. Exemplos podem ser vistos nos gêneros Conus e Cymbiola. As células de pigmento estão em uma faixa estreita ao longo do labelo da concha. Cada célula segrega pigmentos de acordo com a atividade ativadora e inibidora de suas células de pigmento vizinhas, obedecendo a uma versão natural de uma regra matemática. A faixa de células deixa o padrão colorido na concha à medida que cresce lentamente. Por exemplo, a espécie Conus textil, amplamente difundida, tem um padrão semelhante à regra 30 do autômato celular da Wolfram.

As plantas regulam sua entrada e perda de gases através de um mecanismo de autômato celular. Cada estoma na folha atua como uma célula.

Os padrões de ondas móveis na pele dos cefalópodes podem ser simulados com um autômato celular bidimensional, cada estado correspondendo a um cromatóforo expandido ou retraído.

Autômatos Threshold foram inventados para simular neurônios, e comportamentos complexos como reconhecimento e aprendizagem podem ser simulados.

Os fibroblastos são similares aos autômatos celulares, pois cada fibroblastos interage apenas com seus vizinhos.

O tecido Conus mostra um padrão de autômato celular em sua casca.

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Perguntas e Respostas

P: O que é um autômato celular?

R: Um autômato celular é um modelo usado na informática e na matemática que modela um sistema dinâmico usando um número de células. Cada célula tem um dos vários estados possíveis, e com cada iteração o estado da célula atual é determinado pelo seu estado atual e pelos estados das células vizinhas.

P: Quem primeiro descreveu os autômatos celulares?

R: Stanislaw Ulam e John von Neumann descreveram pela primeira vez os autômatos celulares na década de 1940.

P: O que é um exemplo de um autômato celular?

R: Um exemplo de um autômato celular é o Jogo da Vida da Conway, que foi mostrado pela primeira vez nos anos 70.

P: Como funciona um autômato celular?

R: Um autômato celular funciona modelando um sistema dinâmico usando células, cada uma com um dos vários estados possíveis. Com cada iteração ou "volta", o estado da célula atual é determinado pelo seu estado atual e pelos estados das células vizinhas.

P: Quando o jogo da vida de Conway foi mostrado pela primeira vez?

R: O Jogo da Vida de Conway foi mostrado pela primeira vez nos anos 70.