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BC-0005
Bases Computacionais da Cincia
Aula 09Modelagem e Simulao Computacional:
A Cincia na Prtica
Profa. Cristiane SalumCMCC
Exemplos Prticos desta AulaExemplo 1 modelagem e simulao do Jogo da Vida
Matemtico John Conway, 1970. Mquina hipottica de fazer cpias de si mesma. Autmato celular num espao 2D reticulado. A partir de uma config. inicial, regras simples regem o nasc.,
morte ou sobrevivncia das clulas: branco=viva; preta=morta.
Exemplo 1: modelagem do Jogo da Vida (pg. 219)
Regras:
Padres estveis:
Exemplo 1: modelagem do Jogo da Vida (pg. 219)
Padres estveis:
Exemplo 1: modelagem do Jogo da Vida (pg. 219)Padres oscilatrios:
Exemplo 1: simulao do Jogo da Vida (pg. 219)Implementao no Scilab:
Definio de Vizinhana:
Nmero de Vizinhos:
Condio para que a clula esteja viva (T) na iterao seguinte:
Obs.:
No Scilab, rodar o script:close; clear; figure(1); isoview(0,0,1,1)
f = scf(1); f.color_map = [1 1 1];
N=50; Niteracoes = 100;
GRID = round(rand(N,N));
Matplot(GRID);
h = gce();
up=[2:N 1];
down=[N 1:N-1];
for i=1:Niteracoes
Nvizinhos = GRID(up,:)+GRID(down,:)+GRID(:,up)+GRID(:,down)+
GRID(up,up) + GRID(up,down) + GRID(down,up)+GRID(down,down);
GRID = bool2s( (Nvizinhos == 3) | ((GRID==1) & (Nvizinhos==2)));
h.data = double(GRID);
sleep(20);
end
Exemplos Prticos desta AulaExemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de Resgate
Contexto: estudo de agentes autnomos (robs) para apoio emsituaes de emergncia/desastres. (RoboCup, 1999) Possveis objetivos:
Resgate de pessoas, mobilizar equipes atravs de comunicao entre os agentes (sistema multiagentes).
Minimizar danos: limpar escombros, apagar incndios etc. Avaliar ambiente: gerar mapa, localizar vtimas, avaliar
condio de sade das vtimas, preservar ambiente e vtimas.
Exemplos de possvel aplicao: Atentados (WTC, 9/11) Desastres naturais (terremotos, tsunamis).
Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de Resgate Exemplo simples no RoboMind:
Bombeiro (rob) deve resgatar a vtima. Apagar (pintarBranco) o fogo (riscos pretos no cho) e
desviar de obstculos.
Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de ResgateMapa:
# Resgate.mappaint:{(b,|,16,12),(b,|,16,13),(b,|,17,12),(b,|,17,13),(b,-,17,12),(b,-
,18,12),(b,-,19,12)}map:CHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHDGMFFFFFFFFFFFFFFFFFFFJIGI QQ GIGI QQ QQQQ GIGI QQ QQQQ GIGI QQ QQ GIGI QQQ GIGI QQQ GI GI QQ QQ GI GI QQ @ QQ GIGI QQQ GIGI QQ QQQ GIGI QQ GIGI O*OGIGI OOOGIGLHHHHHHHHHHHHHHHHHHHKIBFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFE
Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de Resgate
Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de Resgate
Exemplo 2 modelagem e simulao de Ambiente de ResgatevirarDireita()repetir(){
se(no temObstculoFrente() e (no pretoFrente() e
no pretoDireita() e no pretoEsquerda()))
{se(no
temObjetoEsquerda()){
andarFrente(1)}seno{
virarEsquerda() pegar()virarDireita()andarFrente(5)fim
}}
seno se(temObstculoFrente() e no pretoEsquerda() e no pretoDireita())
{virarDireita()andarFrente(1)
}seno
{se(pretoFrente()){
se(pretoDireita())
{
virarDireita()
repetirEnquanto(pretoFrente()) {
andarFrente(1)
pintarBranco()
pararPintar() }
}seno{
andarFrente(1)
pintarBranco()pararPintar()
}}seno se(pretoEsquerda()) {
virarEsquerda()
Atividade 1 para Casa
- Na ferramenta Atividades do Tidia, depositar a resoluo de 1 exerccio dentre os propostos na Seo 10.4 (Conjunto de Prticas) do texto desta aula disponvel no Repositrio.
Atividade 2 para Casa
- No texto desta aula, ler a Seo 10.2 com exemplos de simulaes:
10.2.1 Robs Exploradorese
10.2.2 Simulao Cyber-Anasi.
- Para um dos exemplos, pede-se:a) Elaborar duas perguntas envolvendo conceitos de modelagem e
simulao no exemplo escolhido.b) Fornecer as respostas.