• 제목/요약/키워드: cellular automata model

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세포자동자법에 의한 파동전파의 시뮬레이션 (Simulation of Wave Propagation by Cellular Automata Method)

  • 안영공;양보석
    • 소음진동
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    • 제10권4호
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    • pp.610-614
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    • 2000
  • Cellular Automata(CA)s are used as a simple mathematical model to investigate self-organization in statistical mechanics, which are originally introduced by von Neumann and S. Ulam at the end of the 1940s. CAs provide a framework for a large class of discrete models with homogeneous interactions, which are characterized by the following fundamental properties: 1) CAs are dynamical systems in which space and time are discrete. 2) The systems consist of a regular grid of cells. 3) Each cell is characterized by a state taken from a finite set of states and updated synchronously in discrete time steps according to a local, identical interaction rule. 4) The state of a cell is determined by the previous states of a surrounding neighborhood of cells. A cellular automaton has been attracted wide interest in modeling physical phenomena, which are described generally, partial differential equations such as diffusion and wave propagation. This paper describes one and two-dimensional analysis of wave propagation phenomena modeled by CA, where the local interaction rules were derived referring to the Lattice Gas Model reported by Chen et al., and also including finite difference scheme. Modeling processes by using CA are discussed and the simulation results of wave propagation with one wave source are compared with that by finite difference method.

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세포 자동차(Cellular Automata) 시뮬레이션을 이용한 네트워크 중심전 전투효과도 평가 연구 (A Study on the Analysis of NCW(Network Centric Warfare) Combat Effectiveness Using Cellular Automata Simulation)

  • 정성진;조성진;홍성필
    • 한국경영과학회:학술대회논문집
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    • 한국경영과학회 2005년도 추계학술대회 및 정기총회
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    • pp.3-9
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    • 2005
  • The recent notion of Network Centric Warfare (NCW) emphasizes the ability to distribute right information at the right time to maximize the combat effectiveness. Accordingly, in the modern combat system the importance of non-physical element, such as communication system is increasing. However, an NCW-support communication network system is expensive. Therefore, it is essential to develop a proper combat system evaluation method to establish an efficient NCW-support combat system. Traditionally, combat system effectiveness is measured in terms of physical elements such as men and fire power. Obviously, such method is hardly applicable to a modern combat system To overcome this difficulty, we propose an evaluation model based on CA (Cellular Automata) simulation. A set of preliminary combat simulations show that CA simulation may be promising in evaluating non-physical element of a modem combat system.

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복잡한 행동을 위한 셀룰라 오토마타 기반 신경망 모듈의 동적선택 (Dynamic Selection of Neural Network Modules based on Cellular Automata for Complex Behaviors)

  • 김경중;조성배
    • 대한전기학회논문지:시스템및제어부문D
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    • 제51권4호
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    • pp.160-166
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    • 2002
  • Since conventional mobile robot control with one module has limitation to solve complex problems, there have been a variety of works on combining multiple modules for solving them. Recently, many researchers attempt to develop mobile robot controllers using artificial life techniques. In this paper, we develop a mobile robot controller using cellular automata based neural networks, where complex tasks are divided to simple sub-tasks and optimal neural structure of each sub-task is explored by genetic algorithm. Neural network modules are combined dynamically using the action selection mechanism, where basic behavior modules compete each other by inhibition and cooperation. Khepera mobile robot simulator is used to verify the proposed model. Experimental results show that complex behaviors emerge from the combination of low-level behavior modules.

시계열 Landsat 영상과 CA-Markov기법을 이용한 미래 토지이용 변화 예측 (Prediction of Future Land use Using Times Series Landsat Images Based on CA (Cellular Automata)-Markov Technique)

  • 이용준;박근애;김성준
    • 대한원격탐사학회:학술대회논문집
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    • 대한원격탐사학회 2007년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.55-60
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    • 2007
  • The purpose of this study is to evaluate the temporal land cover change by gradual urbanization of Gyeongan-cheon watershed. This study used the five land use of Landsat TM satellite images(l987, 1991, 2001, 2004) which were classified by maximum likelihood method. The five land use maps examine its accuracy by error matrix and administrative district statistics. This study analyze land use patterns in the past using time.series Landsat satellite images, and predict 2004 year land use using a CA-Markov combined CA(Cellular Automata) and Markov process, and examine its appropriateness. Finally, predict 2030, 2060 year land use maps by CA-Markov model were constructed from the classified images.

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Analysis of Mixed-mode Crack Propagation by the Movable Cellular Automata Method

  • Chai, Young-Suck;Lee, Choon-Yeol;Pak, Mikhail
    • International Journal of Precision Engineering and Manufacturing
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    • 제9권4호
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    • pp.66-70
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    • 2008
  • The propagation of a mixed-mode crack in soda-lime silica glass is modeled by movable cellular automata (MCA). In this model, a special fracture criterion is used to describe the process of crack initiation and propagation. The results obtained using the MCA criterion are compared to those obtained from other crack initiation criteria, The crack resistance curves and bifurcation angles are determined for various loading angles. The MCA results are in close agreement with results obtained using the maximum circumferential tensile stress criterion.

게임환경에서 AB 와 CA 수학모델을 이용한 보행자들의 집단행동 구현 (Implementation of Crowd Behavior of Pedestrain based AB and CA mathematical model in Intelligent Game Environment)

  • 김성동;김종현
    • 한국게임학회 논문지
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    • 제19권6호
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    • pp.5-14
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    • 2019
  • 본 논문에서는 게임 환경에서 Agent Based 와 Cellular Automata 모델 시스템을 이용한 보행자들의 집단행동 움직임에 대한 모델링과 그 시뮬레이션을 제안한다. 군중들의 사회적 행동은 복잡하고 중요하며, 이를 근거로 게임 환경에서 AB와 CA모델 시스템을 바탕으로 어떤 목적을 가진 군중 상호작용을 나타나는 모습을 게임 프로토타입 모델로 구현하였다. 본 실험은 실제 보행자들이 있는 위험상황에서 군중행동을 연구하기 위하여 효율적이고 정확한 플랫폼으로서 집단 움직임의 가능성을 보여주었다.

A New Mathematical Model for Optimum Production of Neural Stem Cells in Large-scale

  • Hossain, S.M. Zakir;Sultana, Nahid;Babar, S.M. Enayetul;Haki, G.D.
    • Molecular & Cellular Toxicology
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    • 제3권2호
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    • pp.77-84
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    • 2007
  • Millions of individuals worldwide are currently afflicted with neurodegenerative disorders such as Parkinson's disease and multiple sclerosis which are caused by the death of specific types of specialized cells in the Central Nervous System (CNS). Recently, Neural Stem Cells (NSCs) are able to replace these dead cells with new functional cells, thereby providing a cure for devastating neural diseases. The clinical use of neural stem cells (NSCs) for the treatment of neurological diseases requires overcoming the scarcity of the initial in vivo NSC population. Thus, we developed a novel 3-dimentional cellular automata model for optimum production of neural stem cells and their derivatives in large scale to treat neurodegenerative disorder patients.

객체기반 셀룰러오토마타 모형을 이용한 하남시 토지이용변화 모의 (Simulation of land use changes in Hanam city using an object-based cellular automata model)

  • 김일권;권혁수
    • 한국지리정보학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.202-217
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    • 2018
  • 인간 활동에 의한 도시의 토지이용변화는 도시의 공간구조와 생태계에 영향을 미친다. 토지이용변화 패턴을 파악하고 미래의 토지이용변화를 모의하는 것은 지속가능한 도시 관리를 위해 필요하지만, 토지이용변화의 불확실성과 복잡성으로 인해서 이를 효과적으로 모의하기 어렵다. 셀룰러오토마타 모형은 도시토지이용변화에 널리 사용되는 모형으로, 격자기반의 변화를 모의한다. 하지만, 격자기반의 모의는 실제 토지이용변화 특성을 반영하기 어렵고, 토지이용의 파편화가 나타나는 한계가 있다. 이러한 문제를 보완하기 위해 제작된 객체기반 셀룰러오토마타모형은 토지패치 객체별 변화를 모의한다. 본 연구는 하남시를 대상으로 객체기반 토지이용변화 모형을 제작하여 미래의 토지이용변화를 모의하였다. 제작된 모형의 정확도를 평가하는 성능지수는 24.1%로 평가되었다. 기준시나리오를 적용한 2038년의 토지이용변화 모의결과, 시가지는 16.4% 감소한 반면, 농경지는 9.0% 증가하였고, 초지는 19.3% 증가하였다. 개발시나리오의 경우 시가지는 22.4% 증가하였고, 농경지는 26.1% 감소한 반면, 산림과 초지는 큰 변화가 나타나지 않았다. 보전시나리오의 경우 시가지는 29.5%, 농경지는 8.8%감소하였고, 산림과 초지는 각각 6%, 42.8% 증가하였다. 본 모형은 실제 도시 토지이용변화를 효과적으로 모의하여 공간계획을 위한 의사결정지원도구로 사용될 수 있다.

Cellular Automata를 이용한 용암류 모의 프로그램의 구현 (Implementation of Lava Flow Simulation Program Using Cellular Automata)

  • 이충환;홍동진;차의영;윤성효
    • 암석학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.93-98
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    • 2017
  • 본 논문에서는 화산 분화 시 분출되는 용암류의 피복 범위와 용암류의 두께를 모의하기 위한 용암류 시뮬레이션 프로그램을 구현한다. 지도 정보를 DEM과 같이 일정한 면적마다 관측된 값을 가진 '셀'로 나타내고 셀룰러 오토마타 모델을 적용한 용암류 모의 알고리즘을 수행하여 용암류의 흐름에 대해서 모의한다. 용암류의 정량적인 데이터를 얻기 위해 용암류의 유체 특성을 빙햄 소성유체(Bingham plastic fluid)로 정의하고, 유도된 식을 셀룰러 오토마타의 규칙에 사용한다. 프로그램에 대한 검증을 위해 USGS에서 제공하는 30m 해상도 DEM을 이용하였으며, Hawaii의 푸우오오 분화구(Pu'u'O'o crater) 지역에서 2016년 5월 24일에 발생한 용암류에 대해 실제로 용암류가 흐른 흔적과 시뮬레이션의 모의 결과를 비교하였다.

계층적 셀룰라 오토마타의 특성에 관한 연구 (Characterization of Hierarchical Cellular Automata)

  • 최언숙;조성진;최향희
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.493-499
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    • 2008
  • 셀룰라 오토마타는 오랫동안 모델링과 컴퓨팅 패러다임에 사용되어 왔다. 또한 셀룰라 오토마타는 많은 물리계를 모델링 하는데 사용되어 왔다. 그러한 시스템의 모델을 연구함에 있어서 물리계의 복잡성이 증가하여 셀룰라 오타마타를 이용한 모델은 매우 복잡하고 분석적으로 추적하기가 어렵게 되었다. 또한 그러한 모델들은 물리계의 내재적 계층적 성질의 나타남을 인식할 수 없다. 본 논문에서는 이러한 문제점의 해결의 대안으로 등장한 계층적 셀룰라 오토마타의 특성을 논한다. 특히 전이규칙, 특성다항식과 사이클 구조를 분석한다.