Applicazioni degli Automi Cellulari

Cellular automata, mathematical models of natural and biological phenomena, are presented in this work, along with many of their applications. In the first chapter, it's given a formal introduction of dynamical discrete systems from a purely mathematical point of view. In the second chapter, fuzzy logic and genethic algorithm are discussed as tools for further applications. In chapter 3 and 4 we've examined the use of cellular automata in urban planning, where they are applied as models of urban development, based on the presence of envionmental and socio-economical resources, and in image processing, where they are used as tools for image reconstruction, noise filtering and edge detection. In the last chapter, starting from an article on evolution of communicative strategies between individuals, interpretated as cells of an automa, some algorithms are deveoped to verify the expansion of effective communicative strategies in costant and variable environment, besides original implementations of artifical life with some new features, such as asynchrony and clonation.

Il lavoro tratta degli automi cellulati, modellizzazioni matematiche di fenomeni biologici e naturali, e delle numerose applicazioni in cui vengono utilizzati. Nel capitolo 1 viene data una presentazione formali di questi sitemi dinamici discreti da un punto di vista prettamente matematico. Nel secondo capitolo vengono introdotte la logica fuzzy e gli algoritmi genetici, strumenti utilizzati successivamente nelle applicazioni. Nei capitoli 3 e 4 vengono indagati l'uso degli automi cellulari nell'urbanistica, dove si offrono come modelli per lo sviluppo di nuclei urbani in base alle risorse ambientali e socio-economiche presenti, e nell'elaborazione di immagine, dove vengono utilizzati come strumenti per la ricostruzione di immagini, come filtri per il denoising e come edge detectors. Infine, nell'ultimo capitolo, partendo da un articolo sull'evoluzione di strategie comunicative tra individui, modellizzati come celle di un automa, sono stati sviluppati alcuni algoritmi per verificare l'espansione di strategie comunicative efficienti in ambienti costanti e variabili nel tempo, oltre a implementazioni originali di vita artificiale in cui sono stati modificati alcuni parametri e introdotti i concetti di asincronia e clonazione.