modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek
DESCRIPTION
Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek. Autor: mgr inż. Rafał Sienkiewicz Promotor: dr hab. inż. Wojciech Jędruch , prof. PG Recenzenci: prof. dr hab. inż. Witold Dzwinel prof. dr hab. inż. Zdzisław Kowalczuk. Plan prezentacji. Wprowadzenie Cele i zakres pracy Tezy - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/1.jpg)
Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek
Autor: mgr inż. Rafał Sienkiewicz
Promotor: dr hab. inż. Wojciech Jędruch, prof. PG
Recenzenci: prof. dr hab. inż. Witold Dzwinel
prof. dr hab. inż. Zdzisław Kowalczuk
1
![Page 2: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/2.jpg)
Plan prezentacji Wprowadzenie
Cele i zakres pracy Tezy
Środowisko Charakterystyka Oddziaływania (fizyka, programy)
Symulacje Samoorganizacja Uniwersalny konstruktor (samoreprodukcja)
Wnioski
2
![Page 3: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/3.jpg)
Wprowadzenie
3
![Page 4: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/4.jpg)
Kontekst Sztuczne życie Systemy wieloagentowe Systemy samoorganizujące się,
samomodyfikujące się Modelowanie zjawisk emergentnych
4
![Page 5: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/5.jpg)
Cele Projekt i implementacja oryginalnego
środowiska symulacyjnego Badanie procesów spontanicznego
powstawania złożonych struktur Budowa uniwersalnego konstruktora i systemu
samoreprodukującego Sprawdzenie zastosowania języka
deklaratywnego do niskopoziomowego modelowania systemów
5
![Page 6: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/6.jpg)
Tezy
6
Zaprojektowane i zaimplementowane środowisko DigiHive jest oryginalnym narzędziem służącym do symulowania procesów złożonych. DigiHive umożliwia symulowanie różnych systemów samoreprodukujących się w losowym środowisku
Język zakodowany w strukturach cząsteczek o właściwości, że niewielkie zmiany w kodzie programu prowadzą do niewielkich zmian w zachowaniu programu jest istotnym czynnikiem podczas symulacji spontanicznego wyłaniania się struktur złożonych
![Page 7: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/7.jpg)
Środowisko DigiHive
7
![Page 8: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/8.jpg)
Charakterystyka środowiska DigiHive
8
Abstrakcyjne środowisko, przeznaczone do modelowania zagadnień z dziedziny Alife
2 wymiarowa ciągła przestrzeń z periodycznymi warunkami brzegowymi
Symulowanie dużej liczby cząsteczek Cząsteczki tworzą kompleksy cząsteczek Kompleksy cząsteczek kodują
programy Programy są specyfikowane w języku
deklaratywnym (Prolog)
![Page 9: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/9.jpg)
Inne środowiska Tierra, Avida, Cosmos, Framstick, Universum, …
9
![Page 10: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/10.jpg)
Fizyka
10
![Page 11: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/11.jpg)
Fizyka- cząsteczki
11
256 różnych typów cząsteczek. Z każdym typem związany jest zestaw właściwości chemicznych (np. masa)
Ruch i zderzenia zgodne z uproszczoną mechaniką Newtonowską (zasada zachowania energii i pędu)
![Page 12: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/12.jpg)
Zderzenia
12
![Page 13: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/13.jpg)
Zderzenia
13
![Page 14: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/14.jpg)
Fizyka – kompleksy cząsteczek
14
Kompleksy cząsteczek są tworzone przez co najmniej 2 cząsteczki
Cząsteczki mogą tworzyć między sobą wiązania poziome (6 kierunków) oraz pionowe
![Page 15: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/15.jpg)
Fizyka – kompleksy cząsteczek
15
Kompleksy cząsteczek są tworzone przez co najmniej 2 cząsteczki
Cząsteczki mogą tworzyć między sobą wiązania poziome (6 kierunków) oraz pionowe
![Page 16: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/16.jpg)
Fizyka – kompleksy cząsteczek
16
Kompleksy cząsteczek są tworzone przez co najmniej 2 cząsteczki
Cząsteczki mogą tworzyć między sobą wiązania poziome (6 kierunków) oraz pionowe
![Page 17: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/17.jpg)
Przykład – silnik odrzutowy
17
Cząsteczki
Kompleks cząsteczek
![Page 18: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/18.jpg)
Przykład – silnik odrzutowy
18
![Page 19: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/19.jpg)
Programy
19
![Page 20: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/20.jpg)
Programy
20
Wewnętrzna struktura kompleksu jest interpretowana jako program napisany w języku deklaratywnym (uproszczony Prolog)
![Page 21: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/21.jpg)
Programy
21
Program selektywnie tworzy i rozrywa wiązania pomiędzy cząsteczkami w swoim otoczeniu
Etap 1: wyszukiwanie – sekwencja zapytań o warunki, które spełnia cząsteczka (typ, wiązanie) Opcjonalnie sprawdzanie warunku dodatkowego
dotyczącego nieistnienia pewnej struktury (inhibitor reakcji)
Etap 2: akcja – tworzenie i rozrywanie wiązań pomiędzy cząsteczkami odszukanymi w etapie 1
![Page 22: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/22.jpg)
Przykład programu
22
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1] bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0] bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0] bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
![Page 23: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/23.jpg)
Kodowanie programu
23
![Page 24: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/24.jpg)
Kodowanie – stos kodujący structure(0)
24
…
Wskaźnik1 i 2 (1 byte)
Specyfikacja
Akcja (1,1,0,0,×,×,×,×)
…
Kierunek
Wskaźniki (2) – 1 bajt
Maska typu
Typ
Specyfikacja
Nagłówek: Exists (0,0,1,1,×,×,×,×)
…
Nagłówek: Program (1,1,1,1,×,×,×,×)
…
![Page 25: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/25.jpg)
Przebieg programu
25
![Page 26: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/26.jpg)
Przebieg programu
26
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
![Page 27: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/27.jpg)
Przebieg programu
27
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 on NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 on SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
![Page 28: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/28.jpg)
Przebieg programu
28
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
![Page 29: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/29.jpg)
Przebieg programu
29
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1
![Page 30: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/30.jpg)
Przebieg programu
30
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1
![Page 31: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/31.jpg)
Przebieg programu
31
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1
![Page 32: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/32.jpg)
Przebieg programu
32
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1V2
![Page 33: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/33.jpg)
Przebieg programu
33
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1V2
V5
![Page 34: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/34.jpg)
Przebieg programu
34
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1V2
V5
V3
![Page 35: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/35.jpg)
Przebieg programu
35
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1V2
V5
V3V4
![Page 36: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/36.jpg)
Przebieg programu
36
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1V2
V5
V3V4
![Page 37: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/37.jpg)
Przebieg programu
37
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1V2
V5
![Page 38: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/38.jpg)
Przebieg programu
38
program():– search(), action().
search():– structure(0).
structure(0):– exists([0,0,0,0,0,0,×,×], mark V1), exists([1,1,1,1,1,1,1,1]
bound to V1 in N, mark V2), exists([0,0,0,0,0,0,0,0], mark V5), not(structure(1)), not(structure(2)).
structure(1):– exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V2 in NW, mark V3), exists([1,1,1,1,0,0,0,0]
bound to V3 in SW, mark V4), not(structure(3)).
structure(3):– exists([0,0,0,0,1,1,1,1] bound to V4 in S).
structure(2):– exists([1,0,1,0,1,0,1,0]).
action():– bind(V2 to V5 in SW)
V1
V2V5
![Page 39: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/39.jpg)
Działanie zespołowe: Płatek
39
![Page 40: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/40.jpg)
Płatek
40
![Page 41: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/41.jpg)
Przebieg symulacji
41
![Page 42: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/42.jpg)
Przebieg symulacji
42
![Page 43: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/43.jpg)
Modyfikacja programu
43
![Page 44: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/44.jpg)
Losowe zmiany
44
![Page 45: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/45.jpg)
Samoorganizacja
45
![Page 46: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/46.jpg)
Samoorganizacja
46
Cząsteczki
![Page 47: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/47.jpg)
Samoorganizacja
47
![Page 48: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/48.jpg)
Uniwersalny konstruktor
48
![Page 49: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/49.jpg)
Uniwersalny konstruktor
49
Konstruuje różne (ale nie wszystkie możliwe) struktury na podstawie opisu zawartego w łańcuchu informacyjnym (stos cząsteczek)
![Page 50: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/50.jpg)
Uniwersalny konstruktor
50
Konstruuje różne (ale nie wszystkie możliwe) struktury na podstawie opisu zawartego w łańcuchu informacyjnym (stos cząsteczek)
Materiał budulcowy
Łańcuch informacyjny
Uniwersalny konstruktor
Budowana struktura
![Page 51: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/51.jpg)
Przykładowa symulacja
51
Uniwersalny konstruktor
Łańcuch informacyjny
Cząsteczki
![Page 52: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/52.jpg)
Przykładowa symulacja
52
![Page 53: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/53.jpg)
Ograniczenia
53
![Page 54: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/54.jpg)
Uniwersalność konstrukcyjna
54
Strategia 2
Strategia 1
![Page 55: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/55.jpg)
Płatek – strategia 1
55
„Płatek” nie może być bezpośrednio zbudowany przez konstruktora
Kształt może być osiągnięty w rezultacie działania zespołu programów
Zespół programów może być zbudowany przez konstruktora
![Page 56: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/56.jpg)
Płatek – strategia 1
56
Łańcuch informacyjny
Uniwersalny konstruktor
![Page 57: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/57.jpg)
Płatek – strategia 1
57
![Page 58: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/58.jpg)
Replikacja konstruktora – strategia 2
58
Nie jest możliwe zakodowanie struktury połączeń konstruktora w łańcuchu informacyjnym
Częściowo zbudowany konstruktor nie powinien przejawiać żadnej aktywności przed ukończeniem
Uniwersalny konstruktor nie powinien rozpoznawać budowanej struktury jako części samego siebie
![Page 59: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/59.jpg)
Replikacja konstruktora – strategia 2
59
Łańcuch informacyjny
Uniwersalny konstructor
![Page 60: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/60.jpg)
Replikacja konstruktora – strategia 2
60
![Page 61: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/61.jpg)
Podsumowanie
61
![Page 62: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/62.jpg)
Podsumowanie Opracowano i zaimplementowano oryginalne
środowisko symulacyjne Przygotowano i przeprowadzono symulacje
testujące i ilustrujące możliwość modelowania systemów złożonych
Przygotowano i przeprowadzono symulację uniwersalnego konstruktora, będącego podstawowym składnikiem modelu von Neumanna (w losowo zmieniającym się środowisku)
Opracowano założenia eksperymentu porównującego różne strategie samoreprodukcji (uwarunkowane optymalizacją środowiska)
62
![Page 63: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/63.jpg)
Publikacje1. R. Sienkiewicz, W. Jędruch. Self-organization in artificial environment.
In M. Kłopotek and J. Tchórzewski, editors, Proceedings of Artificial Intelligence Studies, vol. 3 (26), Siedlce, Poland, 2004. Institute of Computer Science University of Podlasie, Publishing House of Univesity of Podlasie.
2. Modelowanie indywiduowe. In Aplikacje rozproszone i systemy internetowe, Kask Book, pp. 241-252. Gdańsk University of Technology, Gdańsk, Poland, 2006
3. R. Sienkiewicz, W. Jędruch. The universe for individual based modeling, Technical Report 11/2006/ETI, Gdańsk University of Technology, Gdańsk, Poland, 2006
4. W. Jędruch, R. Sienkiewicz. Inteligencja zespolowa. In Z. Kowalczuk, W. Malina, and B. Wiszniewski, editors, Inteligentne wydobywanie informacji w celach diagnostycznych, vol. 2 of Automatyka i Informatyka, pp. 413-432. PWNT, Gdańsk, Poland, 2007.
5. R. Sienkiewicz. A new language in environment of artificial life modeling. In Danuta Rutkowska, editor, PD FCCS'2007: 3rd Polish and International PD Forum-Conference on Computer Science, Łódź, Poland, 2007
63
![Page 64: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/64.jpg)
Publikacje6. R. Sienkiewicz, W. Jędruch. Artificial environment for simulation of
emergent behaviour. In B. Bieliczynski et al, editor, Adaptive and Natural Computing Algorithms: 8th International Conference, Icannga 2007, Warsaw, Poland, April 11-14, 2007, Proc., Part I, vol. 4431/2007 of LNCS, pp. 386-393. Springer, 2007
7. W. Jędruch, R. Sienkiewicz. Modelowanie systemów samoreprodukujących się. Metody informatyki stosowanej, 16(3):135—147, 2008
8. R. Sienkiewicz, W. Jędruch. A universal constructor in the DigiHive environment. In Advances in Artificial Life, 10th European Conference on Artificial Life, ECAL 2009, Budapest, Hungary, September 13-16, 2009, LNCS, 2009. (in press).
9. R. Sienkiewicz. Experiments with the universal constructor in the DigiHive environment. In Kevin B. Korb, Marcus Randall, and Tim Hendtlass, editors, Proceedings of the 4th Australian Conference on Artificial Life, Melbourne, Australia, 2009 volume 5865 of LNAI, pp. 106-115. Springer, 2009.
10. http://www.digihive.pl
64
![Page 65: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/65.jpg)
Wnioski Założenia środowiska są wystarczające dla
konstrukcji złożonych struktur, a w szczególności struktur samoreprodukujacych się.
Język Prolog sprawdził się jako narzędzie symulacyjne.
Brak specyficznych praw fizycznych, które mogły by być wykorzystywane przy konstrukcji złożonych struktur znacznie spowalnia ich powstawanie. Zrekompensowane to może zostać przez wprowadzanie specyficznych poleceń.
65
![Page 66: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/66.jpg)
Dalsze badania
66
Optymalizacja środowiska Pełna samoreprodukcja Porównanie różnych strategii samoreprodukcji Obserwacja ewolucji środowiska po
wprowadzeniu losowości Modelowanie reakcji immunologicznych Procesy odtwarzania kształtu struktur …
![Page 67: Modelowanie procesów samoorganizacji metodą cząstek](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062518/56814c1f550346895db9221a/html5/thumbnails/67.jpg)
Dziękuję!
67