петли Лэнгтона
Петли Лэнгтона — особый «разновидность» искусственной жизни в клеточном автомате , созданном в 1984 году Кристофером Лэнгтоном . Они состоят из петли клеток, содержащей генетическую информацию, которая непрерывно течет по петле и выходит вдоль «руки» (или ложноножки ), которая станет дочерней петлей. «Гены» инструктируют его сделать три левых поворота, завершая петлю, которая затем отключается от своего родителя.
В 1952 году Джон фон Нейман создал первый клеточный автомат (КА) с целью создания самовоспроизводящейся машины . [1] Этот автомат обязательно был очень сложным из-за его вычислительной и строительной универсальности. В 1968 году Эдгар Ф. Кодд сократил количество состояний с 29 в СА фон Неймана до 8 в его . [2] Когда Кристофер Лэнгтон отказался от условия универсальности, он смог значительно уменьшить сложность автомата. Его самовоспроизводящиеся циклы основаны на одном из простейших элементов автомата Кодда — периодическом излучателе.
Петли Лэнгтона выполняются в КА с 8 состояниями и используют окрестности фон Неймана с вращательной симметрией. Таблицу переходов можно найти здесь: [1] .
Как и в случае СА Кодда , петли Лэнгтона состоят из проводов в оболочке. Сигналы пассивно перемещаются по проводам, пока не достигают открытых концов, когда выполняется команда, которую они передают.
Из-за особого свойства «псевдоподий» петель они не могут размножаться в пространстве, занимаемом другой петлей. Таким образом, когда петля окружена, она не способна воспроизводиться, в результате чего образуется кораллоподобная колония с тонким слоем воспроизводящихся организмов, окружающих сердцевину из неактивных «мертвых» организмов. Если не будет предоставлено неограниченное пространство, размер колонии будет ограничен. Максимальная популяция будет асимптотична к , где A — общая площадь пространства в ячейках.
Генетический код петель хранится в виде серии пар ненулевых состояний. Геном стандартной петли показан на рисунке вверху и может быть представлен в виде ряда пронумерованных состояний, начинающихся с Т-образного соединения и идущих по часовой стрелке: 70-70-70-70-70-70-40-40. Команда «70» продвигает конец провода на одну ячейку, а последовательность «40-40» вызывает левый поворот. Состояние 3 используется как временный маркер для нескольких этапов.
