Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.abitu.ru/en2002/closed/viewwork.html?thesises=262 Дата изменения: Fri May 5 15:24:55 2006 Дата индексирования: Tue Oct 2 03:47:06 2012 Кодировка: koi8-r Поисковые слова: astrophysics

Несколько новых биоподобных L-систем

Калмыков А. В.
Член-корр. Физтех-Академии
Лаборатория компьютерной бионики,
Пущинская средняя общеобразовательная школа РАО,
142290, город Пущино, Московской области, м-н АБ, дом 24, кв. 229(

Научный руководитель к.б.н. Калмыков В. Л. Институт биофизики клетки РАН,
E-mail: kalmykov@psn.ru

L-системы иначе называются переписываемыми алгоритмами генерации
математических структур. Данный тип алгоритмов был предложен в 1904 году
математиком Хельгой фон Кох (генерация кривой, огибающей снежинку). В конце
пятидесятых годов Хомский использовал эти алгоритмы для описания формальных
грамматик, а в 1968 году биолог Аристид Линденмаер (по имени которого и
были названы L-системы) использовал генерацию структур на основе
последовательно (итерационно) перезаписываемых правил для моделирования
морфогенеза растений.
В работе использовались компьютер Pentium I (166 MHz) и бесплатная свободно
распространяемая (с www.rechka.ru) Java-программа моделирования L-систем -
«MKokh». С применением принципов генетических алгоритмов и логического
проектирования создано 5 новых биоподобных L- систем (систем Линденмаера).
В работе приведены как графические объекты, так и логические формулы этих L-
систем (аксиомы, подстановки, углы поворотов и число итераций перезаписи).
Обсуждается важность данного типа моделирования для решения проблем
биологического морфогенеза и использования биологических идей в
информатике. Живые организмы рассматриваются векторными графическими
трехмерными анимациями, нарисованными молекулами по принципам, сходным с
генерацией L- систем. При этом аналогом генома служат математические
формулы, на основе которых происходит генерация графических систем.
В качестве аналога фенотипов мною рассматриваются генерируемые графические
объекты. Саму программу можно рассматривать как некий организм,
осуществляющий все подстановки, задаваемые геномом. Все это очень похоже на
наш собственный организм - наш генотип является специфической записью
выполнения ряда подстановок, на основе которых формируется фенотип. Один
тип подстановок продуцирует рибонуклеиновые кислоты, другой тип подстановок
продуцирует белки, «дирижирующие» многими биохимическими процессами в
организме. При этом сам организм выполняет функции самовоспроизводящецся
программы. Данная работа, по-видимому, может быть отнесена к исследованиям
по «искусственной жизни» (artificial life). Приведу графические изображения
полученных L-систем:
|[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |[pic] |