Teoria de autômatos celulares: análise e suas aplicações computacionais

Abstract

Autômatos Celulares têm sido utilizados como técnicas de processamento distribuído e granular em problemas clássicos da computação, tais como, criptografia, escalonamento de tarefas e reconhecimento de imagens, como também na simulação de comportamentos naturais, físicos, químicos, biológicos e sociais, como por exemplo, o espalhamento de uma epidemia em uma determinada região geográfica. Este trabalho tem como objetivo demonstrar a teoria de Autômatos Celulares e suas aplicações por meio de pesquisas referentes a definições sobre Máquina de Estados, Autômatos Finitos e Autômatos Celulares, além da identificação das diversas áreas de aplicação dos Autômatos Celulares. Com a teoria analisada e compreendida, é modelado um protótipo que simula o alastramento de um incêndio florestal implementando os seus conceitos básicos. Inicialmente, é criada a imagem de uma floresta fictícia, sendo esta dividida em um plano cartesiano, onde cada coordenada do plano tem uma célula alocada e o conjunto de todas as células forma o autômato que é a floresta. Ao final, é obtida uma interface constando o desenho da floresta e a opção de entrada das coordenadas, cujas coordenadas indicam o foco inicial do incêndio. O fogo se alastra pela floresta por meio de regras de transição imposta a cada uma das células durante as interações, sendo estas regras previamente definidas no código fonte do sistema, permitindo que o autômato evolua uniformemente, possibilitando uma análise do comportamento natural com a aplicação da teoria de Autômatos Celulares.