25、基于元胞自动机的自组织环境与流体流动模拟

基于元胞自动机的自组织环境与流体流动模拟

基于元胞自动机的自组织环境

1. 元胞状态与信号强度计算
   • 为简化，将元胞的邻居从 1 到 4 编号，对于元胞 (C_{i,j})，其邻居 (N_1) 为 (C_{i - 1,j})，(N_2) 为 (C_{i,j + 1})，(N_3) 为 (C_{i + 1,j})，(N_4) 为 (C_{i,j - 1})。
   • 每个元胞在给定时间具有传感器信号强度，且被分为四个部分，每个部分信号强度可能不同，元胞信号的总强度是各部分强度值之和。自动机的每个元胞 (C_{i,j}) 的状态定义为 (C_{i,j}=\langle v_1, v_2, v_3, v_4\rangle)，其中 (v_1, v_2, v_3, v_4\in N_{8bit}) 表示四个子部分的信号强度，(V_{i,j}(t)) 表示元胞 (i,j) 在时间 (t) 的信号总强度。邻居的总强度分别用 (V_{N1}, V_{N2}, V_{N3}, V_{N4}) 表示。
   • 子部分的信号强度和总强度计算公式如下：
     [
     v_j(t + 1) =
     \begin{cases}
     \frac{evp(V(t))\cdot q + evp(V_{Nj}(t))\cdot(1 - q)}{4}, & \text{if } \exists N_j \
     \frac{evp(V(t))}{4}, & \text{otherwise}
     \end{cases}
     ]
     [
     V(t + 1) = \sum_{i = 1}^