第1回 作って動かすALife勉強会

オライリー出版の「作って動かすALife」を読む会の発表。

リンクが踏めないのでGoogleスライドもリンクしておきます。

Googleスライド: https://docs.google.com/presentation/d/e/2PACX-1vSjRakuW9O8eU_TnC4BPG93Ka79M8rgNNiqq5IyiZe_0yeiQ3i-RDn2QUhnJrhvxf-kUcAB8NXdjq9Z/pub

Transcript

1. Sota Hatakeyama @chooblarin 09/08/2018 第1回 作って動かすALife勉強会
2. 教科書はこちら (無くても大丈夫です) http://amzn.asia/d/aG452T9
3. “2章 生命のパターンを作る”
4. “自己組織化”
5. 自己組織化する自然界のパターン (1) ひび割れ 雲 渦巻き
6. 自己組織化する自然界のパターン (2) 台風
7. 自己組織化する自然界のパターン (3) 金平糖
8. 自己組織化する自然界のパターン (4) 雪の結晶
9. 自己組織化する自然界のパターン (5) カルマン渦列
10. 自己組織化する生命の模様 ヘビの表皮 チョウの羽 熱帯魚のストライプ
11. “チューリングパターン”
12. チューリングパターン - アランチューリングが考案 - “The Chemical Basis of Morphogenesis” (1952) - 反応拡散系と呼ばれる数理化手法 Alan Turing
13. 魚の模様にチューリングパターン ディスカス メガネモチノウオ
14. サンプルプログラムを動かしてみます https://github.com/alifelab/alife_book_src $ git clone git@github.com:alifelab/alife_book_src.git $ cd alife_book_src/chap02 $ python gray_scott.py
15. 反応拡散方程式 ( Reaction-Diffusion Equation )
16. 反応拡散方程式の構成 uの時間変化 拡散項 vとの反応項
17. 拡散方程式 水中のインク，金属の熱伝導などを表現
18. 拡散方程式 uの時間変化 拡散係数 uの2階空間微分
19. プログラムで実装
20. 1次元拡散シミュレーション Gist: https://bit.ly/2PYVDnX CodePen: https://bit.ly/2CaMIx7
21. 1次元反応シミュレーション Gist: https://bit.ly/2NaPAOF CodePen: https://bit.ly/2wxJFJ2
22. 1次元反応拡散シミュレーション Gist: https://bit.ly/2NGEdLv CodePen: https://bit.ly/2Pv07lk
23. Gray-Scottモデル #1 http://karlsims.com/rd.html
24. Gray-Scottモデル #2 http://karlsims.com/rd.html
25. Gray-Scottモデルのシミュレーション http://pmneila.github.io/jsexp/grayscott/
26. “セルラーオートマトン”
27. セルラーオートマトン - 格子状のセルが，近隣のセルの状態に基づいて自身の状態を変化 - 格子の形，次元，状態数や状態変化のルールにはバリエーションがある von Neumann S. Wolfram
28. セルラーオートマトンの状態 次の状態 = f ( 初期状態, ルール, 時刻 )
29. “一次元セルラーオートマトン”
30. 一次元セルラーオートマトン - 一次元格子のセル - “0 (死)” or “1 (生)” の2状態 - 状態遷移条件 → 後述 1 0 0 1 1 0 1 0 ・・・ ・・・ t 0 1 0 1 0 0 0 1 ・・・ ・・・ t + 1
31. 一次元セルラーオートマトンの状態変化 - 自身の状態が隣接するセルと自身の状態にのみ依存する場合には8つの状態が 考えられる
32. 一次元セルラーオートマトンのデモ Gist: https://bit.ly/2NS5Ilg CodePen: https://bit.ly/2wNoXWL
33. サンプルプログラムを動かしてみます https://github.com/alifelab/alife_book_src $ python cellular_automata_1d.py
34. ルール90で現れる秩序 シェルピンスキーのギャスケット
35. “二次元セルラーオートマトン”
36. “ライフゲーム”
37. ライフゲーム (Conway’s Game of Life) - 二次元セルラーオートマトンのひとつ - 自身の状態が上下左右斜めに隣り合うセルと自身の状態によって決まる 0 1 0 0 1 0 1 1 0 ・・・ ・・・ ・・・ ・・・
38. ライフゲームのルールセット - 周囲のセルが2つか3つ生きている，かつ自身が生きている場合，そのセルは生き 延びる（均衡） - 周囲のセルが3つ生きている，かつ自身が死んでいる場合，そのセルは生き返る （再生） - 周囲の生きているセルが2つより少ない場合，そのセルは死ぬ （人口過疎） - 周囲のセルが3つより多く生きていたら，そのセルは死ぬ（人口過多）
39. サンプルプログラムを動かしてみます https://github.com/alifelab/alife_book_src $ python game_of_life.py
40. ライフゲーム（おまけ） CodePen: https://bit.ly/2QeqPjb
41. ありがとうございました
42. 参考資料 - “Reaction-Diffusion Tutorial” - http://karlsims.com/rd.html - “Turing Patterns” - http://www.degeneratestate.org/posts/2017/May/05/turing-patterns/ - “WebGL Gray-Scott Explorer” http://mrob.com/pub/comp/xmorphia/ogl/index.html - “Cellular Automaton” - http://mathworld.wolfram.com/CellularAutomaton.html - https://natureofcode.com/book/chapter-7-cellular-automata/ - https://www.i-programmer.info/babbages-bag/356-universe-as-computer.html