Новая Жизнь игры "Жизнь" Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

На рис. 9 приведена график средний сравнительной величиной износа по объему наплавленных образцов. Как

видно из графика образец с сварочной проволокой FD 240 KOA показала максимальную износостойкость.

Рис. 9. Сравнительный график величина износа по объему.

Вывод

Наплавленный образец с сварочной проволокой FD 240 KOA показал максимальную износостойкость. В связи с этим мы предлагаем Государственному предприятию «Кыр-гыз Темир Жолдору» использовать данную сварочную проволоку для восстановления изношенных корпуса буксы.

Список литературы:

1. Ремонт сваркой и износостойкой наплавкой корпуса буксы. Технология инструкция. ТИ 05-02-Б-2010. Москва 2010

НОВАЯ ЖИЗНЬ ИГРЫ «ЖИЗНЬ»

Попов Александр Вячеславович

студент факультета Информационных систем и технологий , «Поволжский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики», г.Самара

Пальмов Сергей Вадимович

к.т.н., доцент кафедры информационных систем и технологий, «Поволжский Государственный Университет Телекоммуникаций и Информатики», г.Самара

АННОТАЦИЯ

Рассмотрен алгоритм игры Дж. Конвея «Жизнь», изучен принцип взаимодействия между объектами на игровом поле, введены новые типы клеток, добавлены свойства алгоритмического взаимодействия между клетками каждого типа, проведен анализ устойчивости клеточных колоний.

ABSTRACT

Studied algorithm of John Conway's Game of Life, learned the principles of interaction between objects on the playing field, introduced new types of cells, added properties of the algorithmic interactions between cells of each type, analyzed lability of cell colonies.

Ключевые слова: КА, клеточный автомат, игра «Жизнь», ИИ Keywords: cellular automata, Conway's Game of Life, AI.

Клеточные автоматы, потенциально, могут быть использованы для решения различных задач. Клеточные колонии формируются по строго определенным математическим законам, которые задаются разработчиком. Классическим примером реализации клеточного автомата считается ма-

тематическая игра «Жизнь» (Conway's Game of Life), созданная Джоном Конвеем в 70-е годы XX века [1]. Основной идеей «Жизни» является рассмотрение некой окрестности клетки, чаще всего Неймана (а) или Мура (б), изображенной на рис.1.

Рисунок 1 - Окрестности клетки

Перенаселение данной окрестности, когда количество соседей целевой клетки более трех, то ведёт к гибели последней из-за нехватки жизненного пространства. Кроме этого, целевая клетка может погибнуть от одиночества, если число соседей в окрестности меньше двух. Самым благоприятным вариантом «процветания» колонии является условие соседства каждой клетка с двумя или тремя соседями. В таком случае будет происходить смена поколений колонии за счет смены расположения комбинаций «живых»

и «мертвых» существ-клеток. Не смотря на простоту алгоритма, заложенного Конвеем в основу своей игры, он позволяет реализовать достаточно широкий набор моделируемых процессов.[3] Модифицированные математические модели клеточных автоматов применяются в метеорологии, медицине, моделировании конструкций и проверки их на стрес-соустойчивость. Клеточные автоматы также используются в сфере развлечений, разработке программного обеспечения и игрового моделирования (рис.2).

Рисунок 2 - (слева направо) Модель реакции Белоусова-Жаботинского, метеорологические прогнозы, популярная

sandbox игра

Таким образом, гибкость модели клеточных автоматов позволяет применять их при моделировании самых разных процессов. Опираясь на применение клеточных автоматов в медицине, был разработан алгоритм, моделирующий поведение клеточной колонии, с разными типами клеток: живые клетки, пассивные клетки, вирусы, антидоты. Миграция клеток в такой колонии имеет специфический характер, ввиду разных свойств жителей. Основные правила данной модели:

• Вирусы заражают соседей. При этом вирус погибает.

• Вирусы переходят в следующее поколение на том же месте.

• Антидоты лечат вирусы. Таким образом, на месте больного соседа в следующем поколении появляется живое

существо-клетку.

• Антидоты могут меняться местами с живыми соседями-клетками.

• Клетки-вирусы не умирают на всем протяжении игры.

Реализация алгоритма происходила в два этапа. На первом был написан программный код на языке C++, а визуализация выполнена с помощью ASCП-кодов (рис.3).

На базе разработанной игры был проведен анализ колонии на выживаемость. Для оценки жизнеспособности колонии были выбраны следующие комбинации «жителей»: клетки/лекари, клетки/вирусы, вирусы/пассивные, вирусы/ лекари. Статистика поколений выводилась в текстовый файл, что обеспечивало удобство ввода данных в пакет аналитики.

Результаты анализа приведены на рис. 4.

Рисунок 3 - Реализация игры в консоли MSVS 2010

Рисунок 4 - Результаты исследования устойчивости колоний

Рисунок 5 - Приветствие-инструкция к модифицированной игре

Рисунок 6 - Интерфейс игровой среды

На втором этапе при помощи игрового движка (рис.5) был создан оконный интерфейс для более удобного вывода информации о поколениях. Визуализация игры также улучшилась (рис. 6).

Проанализировав полученные данные, я сделал вывод, что наиболее благоприятным условием выживания колонии является отсутствие вирусных элементов, что достаточно близко к натуральной модели поведения реальных живых существ. Единственным фактором гибели колонии будет избыточная плотность жителей на игровом поле, что приведет к частичному или полному вымиранию всего населения. Результаты исследования с тремя типами клеток-жителей (вирусы/лекари/живые), приближены к паре лекари/вирусы из-за возможности вирусов излечиваться и становиться обычными клетками. Однако устойчивость такой колонии непостоянна и при каждой генерации может иметь уникаль-

ный исход: привести к процветанию/вымиранию колонии или удерживаться около стабильного уровня численности за счет отношения вирусов к лекарям/живым клеткам.

Список используемой литературы:

1. Сергей Мильхин Клеточный автомат Steppers. [Электронный ресурс] - режим доступа: http://habrahabr.ru/ po&/237629/

2. Роман Парпалак Обзор клеточных автоматов. [Электронный ресурс] - режим доступа: http://life.written.ru/ cellular_automata_review_by_toffoli

3. Грабовский В.И. 1995. Клеточные автоматы как простые модели сложных систем. [Электронный ресурс] -режим доступа: http://nature.air.ru/models/ca.htm