O documento descreve autômatos celulares, definindo-os como modelos matemáticos compostos por células em uma grade que evoluem segundo regras locais. Detalha a história, características e aplicações dos autômatos celulares, incluindo um exemplo de simulação da propagação de incêndios florestais.

1. AUTÔMATOS CELULARES
Equipe:
Bruno Vinicius
César Augusto
Déborah Suellen
Elielton Carvalho
Géssica Batista
Junior Tadeu
Wagner Gomes

2. DEFINIÇÃO
Autômatos Celulares são modelos
matemáticos delimitados por uma malha
contendo células que são identificadas
por estados. Os estados evoluem através
de regras de interação locais e com
evolução temporal

3. HISTÓRICO
1940 1970 1983
John Von
Neumann
Foi o primeiro a
propor um modelo
simples para tentar
reproduzir vida
Stephen Wolfran
Descreveu um
estudo sobre o
comportamento
de autômatos
celulares
John Horton
Conway criou um
dos autômatos mais
famosos de todos os
tempos, o Jogo da
Vida.

4. CARACTERÍSTICAS BÁSICAS
 Paralelismo: atualização autônoma
 Localidade: atualização depende da
posição
 Homogeneidade: regras iguais para
todos

5. CARACTERÍSTICAS
 A Geometria é a forma da grade de
células, formada por dimensão e formato.
Quadrangular Triangular Hexagonal

6. CARACTERÍSTICAS
 Vizinhança: determina seleção de células
próximas
Uma dimensão – 1D
Duas dimensões – 2D Três dimensões – 3D

7. CARACTERÍSTICAS
 Regras: regras para alteração dos estados das
células
 Determinísticas
 Não determinísticas
 Estados: número de estados em que a célula
poderá ficar2 estados 3 estados 4 estados

8. COMPUTAÇÃO UNIVERSAL
 Os Autômatos Celulares apresentam
características e propriedades da computação
universal. Prova disso é que os Autômatos
Celulares são capazes de simular passo a passo
a Maquina de Turing.

9. APLICAÇÕES
Autômatos celulares são
usados na prática para
simular e prever eventos e
comportamentos de
sistemas que evoluem
com o tempo, como
modelagem de
fenômenos físicos,
biológicos e sociológicos,
aplicativos que
processam imagens
digitais:
 Propagação de Tráfego
Urbano
 Incêndios florestais
 Criptografia
 Sistemas Sociais
 Criatividade Musical
 Fractais
 Formação de cristais

10. PROPAGAÇÃO DE INCÊNDIO
 Esse autômato tem por objetivo simular a
propagação do incêndio e prever qual
será a situação dentro de um determinado
período, para onde ele irá se espalhar,
observando principalmente o vento que
tem grande influência, dessa forma
ajudando as pessoas na orientação sobre
onde iniciar o combate ao incêndio.

11. POSSÍVEIS ESTADOS
 Célula verde vegetação (floresta)
 Célula vermelha
 Célula preta
queimada
(carbonizada)
em chamas (fogo)

12. TRANSIÇÕES
 A transição entre os estados da célula será da
seguinte forma:
 floresta -> fogo -> queimada
 Passando de floresta para fogo, passando de
fogo para queimada, nesta ordem sem retornar
ao seu estado inicial.

13. VIZINHANÇA
O autômato em estudo considerará apenas um
formato de matriz bidimensional (2D), onde uma
célula terá ação de raio 1 em relação a suas
vizinhas, mantendo assim o formato de
vizinhança de Moore.
As células serão representadas em formato
quadrangular.

14. REGRAS
A floresta considerada possui uma
vegetação verde, onde o incêndio se
propaga de forma mais lenta e demora um
certo tempo até que a vegetação se torne
cinzas, pois as condições de clima
favorecem a vegetação.

15. FERRAMENTA
A ferramenta utilizada
é o WorldMaker, que
possibilita a criação do
autômato com
diversas regras e
estados como
observado ao lado.

16. WORLDMAKER
WorldMaker é um sistema de grade
quadrada: ele é baseado nas interações de
entidades que agem localmente. Cada
célula pode ter duas entidades: um objeto e
um fundo, que podem interagir em conjunto
ou separadamente.

17. WORLDMAKER
Interações binárias (conforme definido pelas
regras) são avaliadas entre a célula em
questão e cada uma das células vizinhas, por
sua vez no bairro de Moore. Enquanto que
uma célula pode interagir com cada uma das
suas células vizinhas, por sua vez, que, no
entanto, não pode interagir com mais de uma
célula a outra simultaneamente.

18. WORLDMAKER

19. SIMULAÇÃO
A simulação terá início com poucos e
pequenos focos de incêndio que serão
observados em um determinado período de
tempo.

20. DEMONSTRAÇÃO