일차원 셀룰러 오토마타 상에서 진화 알고리즘을 이용한 상태전이함수 찾기

• Published in: 정보처리학회 논문지 (KTSDE) Vol. 8; no. 5; pp. 187 - 192
• Main Authors: 박종우, Jongwoo Park, 왕세희, Sehee Wang, 위규범, Kyubum Wee
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: 한국정보처리학회 31.05.2019
• Subjects: Cellular Automata; Conditionally Matching Rules; Evolutionary Algorithms; Majority Problem; Synchronization Problem; 과반수 문제; 동기화 문제; 셀룰러 오토마타; 조건부 매칭 규칙; 진화 알고리즘; 컴퓨터학
• ISSN: 2287-5905; 2734-0503
• DOI: 10.3745/KTSDE.2019.8.5.187

일차원 셀룰러 오토마타(CA)에서 과반수 문제(majority problem)와 동기화 문제(synchronization problem)는 국소 정보(local information)를 이용하여 전역 문제(global problem)를 풀어야 하는 계산적으로 어려운 문제이다. 본 논문에서는 일차원 CA에서 과반수 문제와 동기화 문제를 푸는 CA의 규칙을 찾는 방법을 제안한다. CA의 상태전이 함수(state transition function)를 일반적으로 사용하는 규칙표(rule table)가 아닌 조건부 매칭 규칙(CMR)으로 나타내고 진화 알고리즘을 적용하였다. 각 문제에서 다수의 규칙들을 찾아내어 제안한 방법을 효과적으로 사용할 수 있음을 보였다. 또한 이전 연구 결과와 비교하여 과반수 문제와 동기화 문제에서 CMR을 사용하는 방식의 효용성을 보였으며, 다른 일차원 CA 문제에도 CMR을 활용할 수 있는 가능성을 보였다. Majority problem and synchronization problem on cellular automata(CA) are hard to solve, since they are global problems while CA operate on local information. This paper proposes a way to find state transition rules of these problems. The rules of CA are represented as CMR(conditionally matching rules) and evolutionary algorithms are applied to find rules. We find many solution rules to these problems, compared the results with the previous studies, and demonstrated the effectiveness of CMR on one-dimensional cellular automata.