变形虫模型中可重构电路的结构能力
分布式、并行与集群计算
2022-05-06 v1
摘要
变形虫模型 [Derakhshandeh 等人, 2014] 已被提出作为由称为变形虫（amoebot）的微型机器人单元组成的可编程物质模型。我们考虑几何（变体）变形虫模型的可重构电路扩展 [Feldmann 等人, JCB 2022]，该扩展允许变形虫结构通过所谓电路互连变形虫。电路允许在相连的变形虫之间瞬时传输信号。在本文中，我们考察可重构电路的结构能力。我们从一些基本问题开始，例如条带计算问题：给定任意连通变形虫结构 、其中的一个变形虫 以及某坐标轴 ，需识别出属于过 的轴 的所有变形虫。其次，我们考虑全局最大值问题，即在某些给定变形虫（子）结构中沿某方向识别处于最高可能位置的变形虫。该问题的解随后可用于解决骨架问题，即在给定变形虫结构中找到包含全部边界变形虫的（未必简单的）变形虫环。该问题的规范解可用于生成规范路径，从而提供对给定变形虫结构形状的唯一刻画。为不同方向构造规范路径将使变形虫能够建立生成树并检查给定变形虫结构的对称性性质。这些问题对快速形状变换、能量扩散和结构监测等诸多应用十分重要。有趣的是，可重构电路扩展允许以多对数时间解决所有这些问题。
引用
@article{arxiv.2205.02610,
title = {The Structural Power of Reconfigurable Circuits in the Amoebot Model},
author = {Andreas Padalkin and Christian Scheideler and Daniel Warner},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.02610},
year = {2022}
}