Halbach, Mathias (2008)
Algorithmen und Hardwarearchitekturen zur optimierten Aufzählung von Automaten und deren Einsatz bei der Simulation künstlicher Kreaturen.
Technische Universität Darmstadt
Dissertation, Erstveröffentlichung

Kurzbeschreibung (Abstract)

Eine minimalistische Robotersteuerung zur vollständigen und autarken Überquerung eines Gebietes bildet die Basisidee. Prinzipiell wäre es möglich, auch andere Aufgaben mit dieser, auf einem Zustandsautomaten basierenden Steuerung zu erfüllen, sie ist nicht einmal an einen Roboter gebunden. So können die steuernden Automaten auch für unterschiedlichste Bereiche selbst in der Theoretischen Informatik Verwendung finden. Die sich stellende Frage ist, wie ein minimalistischer Automat aussieht. Dazu werden alle möglichen Kombinationen aufgezählt. Da dabei aber zahlreiche Duplikate entstehen, die sich in ihrer Auswirkung nicht unterscheiden, gilt es, nur die relevanten Automaten aufzuzählen. Hierzu wurde ein neuartiges, allgemein anwendbares Schema entwickelt. Dazu müssen die Automaten mehrere, effizient auswertbare Kriterien erfüllen – andernfalls lassen sich aufgrund dessen eine Reihe von Automaten ungeprüft überspringen. Dies führt zu einer erheblichen Reduzierung der notwendigen Überprüfungen. Statt real mit Robotern die Steuerung durch die gewonnenen Automaten auszutesten, ist es einfacher, ein Simulationssystem zu schaffen, basierend auf dem Prinzip des zellularen Automaten. Neben einer rein softwarebasierten Lösung gibt es auch verschiedene, hardwarebasierte Spezialarchitekturen unter Verwendung eines FPGA-Bausteins, um so zur Lösungsfindung beizutragen. Nach einem Vergleich der unterschiedlichen Konzepte erfolgt schließlich die Präsentation einiger Ergebnisse von erfolgreichen Automaten.

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