Wednesday, January 22, 2014

Vida artificial: las hormigas de Langton


La vida artificial busca estudiar el fenómeno de la vida a partir de modelos lógicos simulados con la computadora. El término fue acuñado por Chris Langton en 1986, en lo que fue la primera conferencia internacional de la síntesis y simulación de sistemas vivientes.Un ejemplo es el juego de la vida de Conway, el cual en la década de los setenta tuvo un boom notable, probablemente gracias a Martin Gardner, que publicó un interesante artículo en Scientific American, en octubre de 1970. Por ejemplo, se pudo demostrar que el juego de la vida es una máquina universal de Turing. Hay un campo vastísimo para estudiar este autómata celular en 2 dimensiones.

Pero hay otras ideas en este mismo sentido que son aún incluso un enigma en el estudio de la vida artificial. Uno muy interesante es la hormiga de Langton, la cual no es otra cosa que una malla en dos dimensiones blanca. Una “hormiga” de Langton se coloca en medio de la malla y la hormiga puede moverse de acuerdo a las siguientes reglas:

  • Si la casilla es blanca, se convierte en negra. Se mueve la hormiga una casilla y se gira la derecha 90 grados.
  • Si la casilla es negra, se convierte en blanca. Se mueve la hormiga una casilla y se gira a la izquierda 90 grados.

La hormiga de Langton se define como una máquina de Turing que tiene un resultado emergente muy complejo. La universalidad del autómata de Langton se demostró en el año 2000. Hay de hecho maneras de generalizar con más colores este autómata, por  ejemplo usando las llamadas turmitas, o mejor dicho, termitas de Turing.

Se puede hallar, al ejecutar la hormiga de Langton, tres comportamientos, a saber:

  • Simplicidad. Durante los primeros doscientos pasos se crean patrones muy simples y frecuentemente simétricos.
  • Caos. Después de estos primeros doscientos pasos, aparecen patrones irregulares y la hormiga traza caminos pseudo aleatorios.
  • Orden emergente. Finalmente, alrededor del paso 10,000 se crea una especie de camino, una trayectoria que se repite indefinidamente. Se dice que es un atractor, pero no ha sido demostrado. Lo que sí se sabe es que sin importar la configuración inicial, la trayectoria de la hormiga no está acotada. A esto se le conoce como el teorema de Cohen-Kung.

Con todo esto, escribí mi propia versión de la hormiga de Langton. Obsérvese el comportamiento del mismo. Es increíble que de pronto la hormiga caiga en un ciclo recurrente y se genere este atractor.

La pregunta que se me ocurre es: ¿Califica esto como vida? (*)

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(*) A quien le interese mi software experimental de las hormigas de Langton, escríbame y se lo mando gratis a vuelta de correo (morsa@la-morsa.com)

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