Von Conways Game of Life
zur Simulation einer Krankheitsausbreitung:
Zelluläre Automaten im Fokus
MA von Leia Pauls
Zelluläre Automaten sind mathematische Rechenmodelle und helfen seit ihrer Entdeckung in den 1940er-Jahren von den amerikanischen Mathematikern John von Neumann und Stanislaw Ulam 1, komplexe Systeme anhand einfacher Regeln darzustellen. Mit simplicity behind complexity (deutsch: Einfachheit hinter der Komplexität) werden sie oftmals beschrieben. Zelluläre Automaten bestehen aus einem Gitter von Zellen, welche sich mit der Zeit entwickeln basierend auf simplen Regeln.
Ihre Modellierfunktionen werden in diversen Bereichen genutzt, wie beispielsweise:
• wissenschaftliche Modellierungen:, wie z.B. Krankheitsausbreitungen, Gas- und Strömungsdynamik in der Physik oder Wanderwellen im Muskelgewebe.
• Umweltmodellierung, wie z.B. Vorhersage von Landnutzungsänderungen oder Ausbreitung von Waldbränden.
• Sozialwissenschaften, z.B. wie Leben (Vermehrung einer Population), Modellierung von Stadtwachstum oder ziviler Unruhe in einer Population.
• Kryptografie, wie z.B. Zufallszahlenerzeugung, Verschlüsslung oder Entschlüsslung.
• Bildverarbeitung, wie z.B. Rauschunterdrückung oder Kantenerkennung.