analisis



Universidad Católica Andrés Bello
Facultad de Ingeniería
Escuela de Ingeniería Industrial
Cátedra Investigación de Operaciones







Caracas, 31 de Enero de 2005


Indice

Pag.
1. Introducción............................................................
2
2. Antecedentes.............................................................
4
3. Descripción de un AutómataCelular..............................
8
4. Los primeros Autómatas Celulares................................
10
4.1. Maquina de Turing..............................................
11
4.2. Autómata autorreproductor de Freeman Dyson.......
15
4.3. Autómata autorreproductor de Von Newmann modeloscinematico.........................................................

15
4.4.Autómata celular de Von Newman.........................
17
5. Estructura de un Autómata Celular...............................
18
6. Consideraciones adicionales........................................
20
7. Autómata celular en una dimensión..............................
20
8. Autómatas celulares en tres dimensiones.......................
22
9. Algunos ejemplos yaplicaciones...................................
27
10. Conclusiones............................................................
29
Bibliografía....................................................................
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Introducción

Los autómatas celulares poseen caracterizas que hacen importante su estudio a las diversas ciencias.
Los mencionados son útiles en la construcción de modelos donde loselementos componentes son de similar naturaleza y comportamiento; donde éstos se rigen por reglas parecidas y donde, en el mismo sistema real, se identifican componentes diferenciables, independientes, aislables y/o discretos.
Es típico de un Autómata Celular generar comportamientos complejos a partir de reglas muy sencillas. 
Desde su concepción original, la cual era proporcionar un marcoformal a la investigación de comportamientos complejos, se han encontrado múltiples aplicaciones a la mencionada herramienta.
Las múltiples aplicaciones de los autómatas celulares hacen de mucho interés su estudio por parte de diversas ciencias.
Entre las aplicaciones de la teoría de autómatas celulares abarcan aspectos de la ciencia tan diversos como: Mecánica de fluidos, Medioambiente:polución, incendios forestales, Sistemas biológicos: evolución de las especies, crecimiento de poblaciones, comportamiento de colonias de microorganismos, sistemas inmunes, vida artificial, etc., Modelos socio-económicos: urbanismo, tráfico, procesos económicos, Modelos de reacciones químicas como la reacción de Belousov-Zhabotinsky, Patrones de pigmentación de piel, Construcción de fractales,Criptología , entre otros.

El presente es un marco referencial para el estudio inicial de los Autómatas Celulares, en el cual se van a repasar diversos conceptos y aportaciones en el referido campo, fundamentalmente desde una perspectiva del análisis de la herramienta dejando a un lado los modelos específicos de sus diversas aplicaciones.

La organización del documento es el que sigue. En el siguienteapartado se narran brevemente los antecedentes, seguidamente se describe un autómata celular, su funcionamiento, su estructura y se mencionan algunas de sus aplicaciones.











Antecedentes

El desarrollo de los autómatas celulares comenzó hacia 1943 cuando John Von Neumann empezó a considerar la posibilidad de generación de vida artificial, tratando de que un robot se copiaraa si mismo. Bajo sugerencia de Stanislaw Ulam, coinventor de la bomba de hidrogeno, Von Neumann utilizo patrones, en una cuadrícula en el plano, que evolucionan según una regla de transformación fija.

De esta forma, el problema de autorreproducción mecánica quedaba reducido a la búsqueda de ciertas configuraciones que, con la aplicación de la regla, dieran lugar a copias idénticas....