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miércoles, 8 de agosto de 2012

Juego de la Vida - Inteligencia Artificial - Máquina de Turing

El juego de Vida y la inteligencia artificial.


Todos estos descubrimientos suscitan la apasionante posibilidad de que el Juego de Vida permita la simulación de una máquina de Turing, es decir, una calculadora universal capaz de realizar cualquier tipo de cómputo del que sea capaz la computadora más potente. La idea sería utilizar los deslizadores como impulsos unitarios con los que podríamos almacenar y transmitir información, así como ejecutar las operaciones lógicas que en los ordenadores habituales son efectuadas por sus circuitos.


Y si esto llega a ser posible, la siguiente cuestión sería averiguar si se puede crear un constructor universal, es decir, una máquina no trivial capaz de autorreproducirse.

sábado, 21 de junio de 2008

Jugar Juego de la Vida en Línea

Para jugar en línea:
http://www.math.com/students/wonders/life/life.html#help

Recomendaciones:

1) En la ventana: Play Life now, apretar boton Play Life
2) En el menu de arriba, poner en ZOOM el número 4, (mejor visual)
3) Dibujar con el Mouse, haciendo Click en el cuadrado que uno quiera, la configuración que uno desee.
4) Stop es para parar; Clear es para limpiar la pantalla de juego.

Les recomiendo dibujar Pi, totalmente simétrico ,,,,,, se estabiliza en forma simétrica !!!!!

Juego de la Vida - Inteligencia Artificial - Máquina de Turing

El juego de Vida y la inteligencia artificial.

Todos estos descubrimientos suscitan la apasionante posibilidad de que el Juego de Vida permita la simulación de una máquina de Turing, es decir, una calculadora universal capaz de realizar cualquier tipo de cómputo del que sea capaz la computadora más potente. La idea sería utilizar los deslizadores como impulsos unitarios con los que podríamos almacenar y transmitir información, así como ejecutar las operaciones lógicas que en los ordenadores habituales son efectuadas por sus circuitos.

Y si esto llega a ser posible, la siguiente cuestión sería averiguar si se puede crear un constructor universal, es decir, una máquina no trivial capaz de autorreproducirse.

Vuelvo a presentar el JUEGO de la VIDA

Presentación (de Proyecto Descartes) :

En esta unidad se utiliza un juego muy simple para crear una simulación de un comportamiento social o biológico mediante un modelo matemático sencillo. A pesar de esa simplicidad se verá que se pueden encontrar implicaciones de muy hondo calado en este modelo.

El "Juego de Vida" es un fantástico juego solitario diseñado por el matemático de la Universidad de Cambridge, John Horton Conway (aunque más que un juego se trata de un autómata celular). Este juego puede ser encuadrado en la categoría de los llamados "juegos de simulación", denominación que reciben por remedar procesos de la vida real. En particular, el juego que nos ocupa tiene una gran semejanza con los procesos que determinan el surgimiento, decadencia y alteraciones que experimentan las sociedades de seres vivos.

Reglas del juego de la vida :

El "mundo" del juego es una retícula (teóricamente infinita) en la que cada una de las casillas puede albergar o no a un cierto individuo u organismo vivo. Cada una de las casillas de la retícula está rodeada por otras 8 casillas que forman lo que denominaremos su "vecindad".

El juego funciona de la siguiente manera: el jugador selecciona a su gusto una configuración inicial, es decir, distribuye como quiera a los individuos que componen la llamada generación inicial o generación 0. Esta población evoluciona de acuerdo con unas reglas establecidas. El objetivo del juego consiste, simplemente, en observar esa evolución.

Sea cual sea la configuración inicial, la evolución conducirá a la población a uno de los tres estados siguientes:

EXTINCIÓN: al cabo de un número finito de generaciones desaparecen todos los miembros de la población.

ESTABILIZACIÓN: al cabo de un número finito de generaciones la población queda estabilizada, bien de forma rígida e inamovible, bien de forma oscilante entre dos o más formas.

VARIACIÓN CONSTANTE: en esta situación la población crece indefinidamente o no sigue ninguna pauta establecida con claridad.

Este juego, que a primera vista puede parecer insulso, llegará a fascinar al usuario con toda seguridad. Además, como veremos a lo largo de esta unidad, puede convertise en punto de partida o medio de experimentación de los problemas científicos más candentes. Por otra parte, el método de trabajo que seguiremos puede servir como modelo a la hora de enfrentarse con la resolución de otros problemas.

Reglas CONCRETAS:




Ejercicios del Juego de la VIDA: ¿Cómo se ve la figura en la próxima generación? :


Y les invito a mirar en (Poyecto DESCARTES -España- linkeado en este Blog):

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/juego_vida/index.htm

Entrevista (editada) a John Conway




(by Rachel Thomas, de una entrevista en Matematicalia)

A pesar del nombre del juego, cuando John Conway (en la foto de la derecha) desarrolló el sistema que llamó Vida, no tenía en absoluto la intención de simular la vida. Sin embargo, la naturaleza del juego, próxima a la de la vida, con sus complejidades interminables y la imposibilidad de hacer predicciones, ha cautivado la imaginación de todo el mundo. El objetivo original de Conway fue enteramente matemático: trataba de encontrar el llamado sistema universal, esto es, un sistema capaz de realizar computaciones arbitrarias; una especie de ordenador infinitamente programable.

En los años cincuenta del siglo pasado, von Neumann, un pionero en el campo de los autómatas celulares, tuvo éxito en inventar un sistema universal. Su sistema involucraba un autómata celular en el plano bidimensional, de manera que el estado de cada celda o célula en el tiempo t+1 depende únicamente del estado de sus vecinas en el tiempo t. El sistema de von Neumann era increíblemente complicado –requería 29 estados– como consecuencia de la forma en que lo había obtenido.

Por el contrario, el objetivo de Conway era encontrar un sistema universal espectacularmente sencillo. Más que forzar explícitamente al sistema para que se comporte en la forma deseada –el enfoque de von Neumann–, Conway creía que el mejor planteamiento consiste en escoger un sistema con un comportamiento adecuado, vivir con él y, con el tiempo, aprender cómo programarlo para que haga cálculos arbitrarios.

Reglas para vivir...

Vida se juega en un tablero cuadriculado donde cada casilla o célula o bien está viva (ocupada) o bien está muerta (vacía). Se parte de una configuración inicial de células vivas, y el juego progresa a través de generaciones cuando se aplican las reglas de la vida y de la muerte.

El juego Vida no es tan sencillo como Conway había esperado, pero es –dice– “una suerte de fracaso grato”. En cierto sentido, el sistema de von Neumann era más simple, ya que el estado de una célula dependía solamente de sí misma y de sus cuatro vecinas transversales, mientras que Vida involucra a todas sus ocho vecinas. Idealmente, Conway buscaba un sistema que fuera “asombrosamente simple”, uno que únicamente implicara una dimensión: un autómata celular en una recta, más que en un plano.

El paso más duro resultó ser el encontrar un sistema bidimensional adecuado para estudiar. Aunque tales sistemas operan en un plano infinito, su estudio entraña observar alguna sección finita acotada del plano. El grupo de investigación de Conway utilizó los tableros del Go[1] para desarrollar el juego Vida, y a fin de poder estudiar un sistema fue necesario que las poblaciones no tendieran a explotar y salirse del tablero. Esto significaba que había que imponer en el sistema una especie de regla de la muerte. Y, naturalmente, el sistema debería guardar un comportamiento lo suficientemente interesante como para tener alguna posibilidad de ser un sistema universal, así que era igualmente importante que las poblaciones no se extinguieran de forma habitual; de aquí la regla del nacimiento.

Jugamos con toda clase de reglas, estudiando sus efectos y viendo lo que sucedía?, dice Conway. O bien las cosas tendían a explotar en una población enorme, o bien las cosas tendían a extinguirse. Surge así la cuestión de cómo ajustar las fuerzas relativas de las reglas del nacimiento y de la muerte de modo que [para una población típica] exista una probabilidad equilibrada de que no se extingan, ni tampoco crezcan linealmente?. La dificultad real de encontrar un sistema adecuado estriba en hallar las fuerzas relativas correctas de estas reglas de modo que el sistema sea a la vez lo suficientemente interesante como para estudiarlo y lo suficientemente estable como para vivir con él.

Tras dos años de té o café en las pausas, Conway y un grupo de estudiantes graduados y colegas experimentaron con las reglas de la vida y la muerte. Y cuando llegaron al conjunto de reglas que se convirtieron en Vida, rápidamente dejaron de trastear. Vivir con este sistema pronto reveló la presencia de configuraciones, que decidieron llamar “deslizadores” o “planeadores” –configuraciones que “paseaban” a través del plano– y que fueron un signo precoz de éxito, porque, para probar la universalidad y demostrar que un sistema es capaz de efectuar computaciones arbitrarias, es necesario tener alguna forma de transmitir información a través del plano de una configuración a otra. “Cuando llegamos a este sistema dejamos totalmente de experimentar con cualesquiera otras reglas, pues estaba claro que este funcionaría. Se comportaba exactamente en la forma que queríamos, y empezamos a tratar de probar que funcionaba”, comenta Conway.

En cuestión de semanas el grupo había construido casi todas las configuraciones necesarias para computaciones arbitrarias: puertas Y, puertas O, y así sucesivamente, tantas como componentes de una computadora ordinaria. Sin embargo, lo único que aún faltaba era una fuente inicial de deslizadores, que denominaron una “pistola lanzadora” o “cañón lanza-planeadores”. En este punto “hice propaganda de ello”, dice Conway. Escribió a Martin Gardner[2] sugiriéndole Vida para su columna de Juegos Matemáticos en Scientific American y se ofreció un premio de 50$ por una configuración cuya población tendiera a infinito. La columna encendió la imaginación del público y muy pronto un grupo del MIT[3] descubrió una “pistola lanzadora”.

Vida estimuló un enorme interés del público desde que se le hizo publicidad en la columna de Gardner. En un momento dado, el ejército de los EEUU estimó en millones de dólares el valor del tiempo de cálculo que había sido “despilfarrado” en mirar el juego Vida, y todavía se sigue jugando con él hoy en día. Conway dice que siempre trata de vender matemáticas al público en general, para motivarle.

Es la similitud del juego con la vida real lo que cautiva la atención del público, y aunque el objetivo no era en realidad imitar la vida, en algún sentido, sí lo era encontrar vida artificial. Aunque las reglas son reminiscentes de las que se encuentran en la vida real, la intención de Conway no fue imitar la vida como nosotros la conocemos. “Mucha gente ha producido cosas de este tipo que están más cerca de la vida real, como una con cadenas de ADN en el modelo. Esto va en contra de mi filosofía, ya que copia el mecanismo reproductivo que tenemos. Mi filosofía es partir de la nada y ver si tiene su propio mecanismo reproductivo”.
- - - - -
1] El Go es un juego de estrategia milenario de origen chino.
2] Varios capítulos de la obra de Martin Gardner Ruedas, vida y otras diversiones matemáticas (Editorial Labor, 1985) están dedicados al juego Vida.
3] Massachusetts Institute of Technology, EEUU.

sábado, 14 de junio de 2008

Solución al Planteo del JUEGO de la VIDA !!!!!

Puedes ver la solución de este planteamiento, de manera DINAMICA en:

http://descartes.cnice.mec.es/materiales_didacticos/juego_vida/mechas.htm

(Bajar hasta la segunda pizarra interactiva y activar (aniimar) es muy bello, en esa misma página hay otras secuencias como la de la priemra pizarra interactiva llamada "La Cosechadora" -----

viernes, 13 de junio de 2008

Como resultaría la Evolución de esta generación CERO, tras aplicar el juego de la vida?

Reglas del JUEGO de la VIDA:

1- Una pieza negra muere de soledad si tiene 0 ó 1 vecinos, o de saturación si tiene 4 ó màs.

2- Nace una nueva pieza en aquella casilla vacía que tenga exactamente 3 vecinos.

Propuesta:

El BLogger les plantea que, acorde estas dos reglas, el diseño original, de la Generación Cero (en Rojo) tendrá una evolución dinámica, para estancarse en una figura final, ¿Puedes encontrar cuál es esa figura? ¿En qué lugar queda esa figura?, ¿Tras cuantas generaciones? ..... Abrazos y suerte, Claudio

domingo, 1 de junio de 2008

Juego de la Vida: Potente taller en español

RECOMENDADO: en http://descartes.cnice.mec.es/

Hacer click en el buscador y luego poner "Juego de la vida" y encontrarás un taller maravilloso, con animaciones y estructuras de generación cero, impresionantes.

viernes, 30 de mayo de 2008

Les planteo el juego de la VIDA .....

Miren el siguiente objeto en un cuadriculado .... se agregan o quitan casillas negras, acorde a las siguientes reglas .....
1- Una pieza negra muere de soledad si tiene 0 ó 1 vecinos, o de saturación si tiene 4 ó màs.


2- Nace una nueva pieza en aquella casilla vacía que tenga exactamente 3 vecinos.

Resultado del Juego de la VIda anteriormente planteado

Esta es la evolución que a mi me resultó. Podría ser que tuviese errores, pero fíjense como la figura del cuadriculado 1 va cambiando, en concreto si la comparan en el cuadro 8, la figura ha avanzado hacia la zona superior derecha, como que ha avanzado en diagonal ....


Ojo que en la cuadrícula 8, en amarillo está la figura en su postura inicial ....


Avísenme si hay errores en mi evolución encontrada .....

más abajo pueden ver evoluciones animadas !!!!!

Imagen evolutiva de El Juego de la Vida

Imagen evolutiva animada, PERO para otro patrón inicial, que no tiene nada que ver con el juego antes planteado y solucionado ....

Ver en:

http://nonumerable.net/contextos/images/e/e5/Gospers_glider_gun.gif

Conocido con el nombre de PISTOLA de DESLIZADORES

El Juego de la vida (de Wikipedia)

El juego de la vida es el mejor ejemplo de un autómata celular, diseñado por el matemático británico John Horton Conway en 1970.

Un Autómata Celular (A.C.) es un modelo matemático para un sistema dinámico que evoluciona en pasos discretos. Es adecuado para modelar sistemas naturales que puedan ser descritos como una colección masiva de objetos simples que interactúen localmente unos con otros.
Son sistemas descubiertos dentro del campo de la
física computacional por John von Neumann en la década de los 50's. La teoría de los autómatas celulares se inicia con su precursor John von Neumann a finales de los años 40's con su libro "Theory of Self-reproducing Automata" (editado y completado por A. W. Burks).

Hizo su primera aparición pública en el número de octubre de 1970 de la revista Scientific American, en la columna de juegos matemáticos de Martin Gardner. Desde un punto de vista teórico, es interesante porque es equivalente a una máquina universal de Turing, es decir, todo lo que se puede computar algorítmicamente se puede computar en el juego de la vida.
Desde su publicación, ha atraído mucho interés debido a la gran variabilidad de la evolución de los patrones. Se considera que la vida es un buen ejemplo de emergencia y autoorganización. Es interesante para los científicos, matemáticos, economistas y otros observar cómo patrones complejos pueden provenir de la implementación de reglas muy sencillas.

La vida tiene una variedad de patrones reconocidos que provienen de determinadas posiciones iniciales. Poco después de la publicación, se descubrieron el pentaminó R, el planeador o caminador (en inglés glider, conjunto de células que se desplazan) y el explosionador (células que parecen formar la onda expansiva de una explosión), lo que atrajo un mayor interés hacia el juego. Contribuyó a su popularidad el hecho de que se publicó justo cuando se estaba lanzando al mercado una nueva generación de miniordenadores baratos, lo que significaba que se podía jugar durante horas en máquinas que, por otro lado, no se utilizarían por la noche.
Para muchos aficionados, el juego de la vida sólo era un desafío de programación y una manera divertida de usar ciclos de la CPU. Para otros, sin embargo, el juego adquirió más connotaciones filosóficas. Desarrolló un seguimiento casi fanático a lo largo de los años 1970 hasta mediados de los 80.
El juego de la vida es en realidad un juego de cero jugadores, lo que quiere decir que su evolución está determinada por el estado inicial y no necesita ninguna entrada de datos posterior. El "tablero de juego" es una malla formada por cuadrados ("células") que se extiende por el infinito en todas las direcciones. Cada célula tiene 8 células vecinas, que son las que están próximas a ella, incluso en las diagonales. Las células tienen dos estados: están "vivas" o "muertas" (o "encendidas" y "apagadas"). El estado de la malla evoluciona a lo largo de unidades de tiempo discretas (se podría decir que por turnos). El estado de todas las células se tiene en cuenta para calcular el estado de las mismas al turno siguiente. Todas las células se actualizan simultáneamente.

Las transiciones dependen del número de células vecinas vivas:

Una célula muerta con exactamente 3 células vecinas vivas "nace" (al turno siguiente estará viva).

Una célula viva con 2 ó 3 células vecinas vivas sigue viva, en otro caso muere o permanece muerta (por "soledad" o "superpoblación").