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探索真菌元胞自动机的动力学

元胞自动机与格子气 2023-07-13 v1 新兴技术

摘要

真菌菌丝中的细胞由内部隔膜分隔。隔膜上有小孔,允许细胞质在细胞间流动。当细胞受损时,它们可以关闭隔膜阻断流动,从而防止菌丝其余部分的流体流失。这一动作由称为 Woronin 体的特殊细胞器完成。受可控小孔的启发,通过将 Woronin 体的概念加入细胞状态转移规则,我们将一维和二维元胞自动机推广为初等真菌元胞自动机(EFCA)和多数真菌自动机(MFA)。EFCA 是一种元胞自动机,其中相邻细胞间的通信可通过激活 Woronin 体(Wb)来阻断,从而允许或阻断它们之间信息(以细胞质及其携带的化学元素表示)的流动。我们探索了真菌自动机的一种新变体,其中系统的演化仅受 Wb 激活的影响。我们探索了两个案例研究:初等真菌元胞自动机(EFCA),它是该变体在初等元胞自动机规则上的直接应用;以及多数真菌自动机(MFA),对应于将 Wb 应用于具有 Von Neumann 邻域的多数规则二维自动机。通过研究 EFCA 模型,我们分析了 256 种初等元胞自动机规则如何在不同模式下受 Wb 激活的影响,在某些情况下增加了所应用规则的复杂性。我们还探讨了当信息连续流因 Woronin 体激活而中断时,MFA 上的共识如何受到影响。

关键词

引用

@article{arxiv.2210.14615,
  title  = {Exploring the Dynamics of Fungal Cellular Automata},
  author = {Carlos S. Sepúlveda and Eric Goles and Martín Ríos-Wilson and Andrew Adamatzky},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2210.14615},
  year   = {2023}
}

备注

31 pages, 30 figures