오토마타의 Special Case로, 폰 노이만이 제시한 개념이다.
일정한 규칙을 가진, 복잡한 물리적 과정을 모형화한 모델이라고 생각하면 되겠다.
#1 Cellular Automaton은 격자에서 정의된다.
Cellular Automaton은 규칙적인 격자 형태를 가지고 있는 공간에서 각 Cell(공간 혹은 격자 속 하나의 요소)에서 '유한한' '상태'를 가질 수 있다. Cellular automaton의 대표적 예시인 Conway's Game of Life에서는 삶(1)/죽음(0)이 '상태'에 해당되는 것이다.
#2 이웃과의 상호작용 혹은 관계에 따라 '상태' 가 변화한다.
이웃이라 함은, 각 방향으로 한 칸 씩 떨어진 곳을 의미한다. 지뢰 찾기를 예시로 들자면, 각 사각형의 숫자는 '이웃' 사각형 중에서 지뢰가 있는 사각형의 개수이다. 이러한 '이웃'에 따라서 각각 세포의 '상태'를 결정하는 규칙이 존재한다.
위의 그림과 같은 세포자동자 초기 조건을 살펴보자. t=0(step 0)에서 자주색으로 칠해진 Cell에 초점을 맞추고, 현재 '1: 살아있음" 상태라 가정해보자.
만약 주어진 규칙이, "현재 주변의 '1: 살아있음' 의 개수가 3개이고, 자신이 살아있다면, 다음 세대에서 '0:죽음' 상태로 변화한다." 라고 한다면 자주색 Cell은 다음 세대에서 죽음 상태로 바뀐다.
이러한 규칙의 적용을 모든 Cell에 대하여 진행이 완료되면, 다음 세대로 넘어가는 것이며 이를 무한히 반복한다. (#3)
#3 "규칙"을 적용시키며 매 스텝(세대)을 진행한다.
매 스텝의 시간마다 규칙을 적용하며 관찰(?) 하면 된다. 무한한 시간이 흐름에 따라 변화하는 형태를 팝콘모드로 관람하자. 규칙과 배열에 따라서 주기성을 가지는 도형들이 등장하기도 하며, 이를 활용하여 다양한(괴상한) 무늬들을 활용하여 너드스러운 장난을 치는 사람들이 꽤(!) 있다.
제일 잘 알려진 Conway's Game of Life는 엄청난 결과물들이 유튜브에 조금만 검색해봐도 쏟아진다. 이전 포스팅에 설명이랑 예시들 링크를 걸어두었으니 한 번 참조해 보시길!
[조합론적 게임이론] Conway's Game of life : 콘웨이의 생명게임
Conway's Game of life. 직역하면 인생게임. 영국의 수학자 존 호튼 콘웨이가 고안한 Cellular automaton 게임이다. Cellular automaton에 대해 궁금하다면 아래의 이전 포스팅 링크를 참조하자. 격자(grid)의 사..
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세포 자동자 문제는 규칙을 조금만 틀어도 신기하고 재미있는 패턴들이 꽤나 있는 것 같다. 계속 보고 있으면 빨려 들어가는 느낌이 오묘함. 근데 은근히 재밌다. 관련 예시들을 정리해서 한번 업로드해야겠다!
