Ciencias de la Computación (plan 2013) 2024-1

Optativas, Seminario de Ciencias de la Computación B

Vida Artificial

Objetivo general:
El alumno comprenderá las ideas generales de la llamada "vida artificial". Se busca además que se comprenda la relación entre autómatas celulares y la vida artificial, en el contexto de entender los elementos que forman y organizan la vida.

Objetivos específicos:
Al final del curso el alumno será capaz de:
1. Entender los autómatas celulares, las reglas de su crecimiento.
2. Entender los elementos lógicos que forman la vida artificial, en los diversos contextos que ésta se presenta, con la intención de comprender que las reglas de crecimiento traen aparejadas -muchas veces- comportamientos emergentes.
3. Construir software que describa los diferentes autómatas
4. Comprender que en la amplia mayoría de los casos los comportamientos emergentes no se pueden extrapolar, sino que deben hacerse explícitamente en las simulaciones.
5. Analizar algunos de los problemas más conocidos (y aún sin solución), que se plantean en los autómatas celulares.

Índice Temático

1. Conceptos básicos de la vida artificial y los autómatas celulares
2. El pionero: John von Neumann y los autómatas celulares
3. El juego de la vida de John Conway
4. Los autómatas celulares en una dimensión de Stephen Wolfram
5. Autómatas primitivos de Heiserman
6. Virus informáticos y vida artificial
7. Autoreferencia y recursión: dos elementos fundamentales en la vida artificial
8. Christopher Langton y su hormiga caótica
9. La teoría evolutiva según Stuart Kauffman
10. Los sistemas-L de Lindenmayer
11. Los biomorfismos de Richard Dawkins
12. El algoritmo genético de John Holland
13. La máquina de Danny Hills
14. Las colonias de hormigas de la UCLA
15. Los polimundos de Larry Yaeger
16. Core Wars: un juego basado en la vida artificial

(3 horas por cada tema para un total de 48 horas)

Bibliografía Básica:

1. Conceptos básicos de la vida artificial y los autómatas celulares
Artificial Life, Steven Levy, Vintage Press 1992
Vida simulada en el ordenador, Emmeche Claus, Gedisa Editorial (2000)
Adventures in Artificial Life, Clayton Walnum, Editorial Que (1993)

2. El pionero: John von Neumann y los autómatas celulares
Theory of Self-Reproducing Automata (libro escaneado en línea), von Neumann, John; Burks, Arthur W. (1966), www.walenz.org.

3. El juego de la vida de John Conway
The fantastic combinations of John Conway's new solitaire game “life”, Martin Gardner, Scientific American, Mathematical Games, October
1970
On cellular automata, self-reproduction, the Garden of Eden, and the game “life”, Martin Gardner, Scientific American, Mathematical Games,
February 1971

4. Los autómatas celulares en una dimensión de Stephen Wolfram
A New Kind of Science, Stephen Wolfram, Wolfram Media (2002) 135
Physics Like Models of Computations, Norman Margulus, Physyca 10D (1984), pp 81-95
Discrete Systems, Cell-Cell Interactions and Color Pattern of Animal (I) Conflicting Dynamics and Pattern Formation, G. Cocho, R. Pérez-
Pascual, J.L. Rius, UNAM
Discrete Systems, Cell-Cell Interactions and Color Pattern of Animal (II) Conflicting Dynamics and Pattern Formation, G. Cocho, R. Pérez-
Pascual, J.L. Rius, UNAM
Universatility and Complexity in Cellular Automata, Stephen Wolfram, Physica 10D, pp. 1-35
Essays on Cellular Automata, Arthur W. Burks (editor), University of Illinois Press (1970)
Computer Software in Science and Mathematics, Stephen Wolfram, Scientific American, September 1984

5. Autómatas primitivos de Heiserman
Projects in Machine Intelligence for your Home Computer, David L. Heiserman, Tab Books 1982

6. Virus informáticos y vida artificial
Computer Viruses (Dissertation), Fred Cohen, Universidad del Sur de California, Enero 1986 (la tesis completa puede consultarse en este sitio:
http://all.net/books/Dissertation.pdf).

7. Autoreferencia y recursión: dos elementos fundamentales en la vida artificial
Self-Reproducing programs, Burger, John, David Brill, and Filip Machi, Byte. Agosto 1980. pp. 74-75.
Computer Recreations; Self-Reproducing Automata, Software - Practice & Experience, Bratley, Paul and Jean Millo, Vol. 2 (1972). pp.
397-400.
Self-Reproducing Programs, Creative Computing. Hay, Louise, Julio, 1980. pp. 134-136.
Godel, Escher, and Bach: an Eternal Golden Braid, Hofstadter, Douglas R. Basic Books, Inc. New York, New York. pp. 498-504.

8. Christopher Langton y su hormiga caótica
Artificial Life: An Overview, Christopher G. Langton (Editor), MIT Press, 1995.
Self Reproduction in Cellular Automata. Christopher G. Langton, Physica D, 10, 1984.

9. La teoría evolutiva según Stuart Kauffman
Origin of Order: Self-Organization and Selection in Evolution, Kauffman Stuart, Oxford University Press 1992
Investigating Kauffman's NK Model for Agent-Based Modelling, Richard Edward Mellor, University of Bath (2007). Una versión en línea puede
hallarse en http://www.cs.bath.ac.uk/~mdv/courses/CM30082/projects.bho/2006-7/Mellor-RE-dissertation-2006-7.zip.pdf
Stability of the Kauffman Model, Sven Bilke y Fredrik Sjunnesson, University of Lund (2001). Una version en format PDF puede verse en
http://arxiv.org/pdf/cond-mat/0107035.pdf.

10. Los sistemas-L de Lindenmayer
The Algorithmic Beauty of Plants, Przemyslaw Prusinkiewicz, Aristid Lindenmayer, Springer -Verlag 2000. Hay una versión legal en la red
(formato PDF) en http://algorithmicbotany.org/papers/abop/abop.pdf
Paradigms of pattern formation: Towards a computational theory of morphogenesis, Przemyslaw Prusinkiewicz, In Pattern Formation in
Biology, Vision, and Dynamics. Hay una versión legal (formato PDF) en http://algorithmicbotany.org/papers/paradigms.pf2000.pdf

Los biomorfismos de Richard Dawkins
The Blind Watchmaker, Dawkins, Richard, New York: W. W. Norton & Company, Inc. (1996). El libro en línea, legal, puede hallarse en
http://uath.org/download/literature/Richard.Dawkins.The.Blind.Watchmaker.pdf

12. El algoritmo genético de John Holland
Adaptation in Natural and Artificial Systems, Holland, John, Cambridge, MA: MIT Press, 1992
Theory of Genetic Algorithms, Schmitt, Lothar M, Theoretical Computer Science 259 (2001), pp. 1–61

13. La máquina de Danny Hills
The pattern on the stone: The simple ideas that make computers work, Hillis, D. Basic Books (1998)

14. Las colonias de hormigas de la UCLA
The Genesys System: Evolution as a Theme in Artificial Life, David Jefferson, Robert Collins, Claus Cooper, Michael Dyer, Margot Flowers,
Richard Korf, Charles Taylor, Alan Wang, UCLA. Hay una versión en línea: http://www.cs.ucla.edu/~dyer/Papers/AlifeTracker/Alife91Jefferson.html

15. Los polimundos de Larry Yaeger
http://www.shinyverse.org/larryy/ (sitio web de Larry Yaeger)
Computational Genetics, Physiology, Metabolism, Neural Systems, Learning, Vision, and Behavior or PolyWorld: Life in a New Context,
Larry Yaeger. Una versión en línea (formato PDF) puede leerse en http://www.shinyverse.org/larryy/Yaeger.ALife3.pdf.

16. Core Wars: un juego basado en la vida artificial
In the game called Core War hostile programs engage in a battle of bits, A. K. Dewdney, Scientific American, Computer Recreations, May 1984
A Core War bestiary of viruses, worms and other threats to computer memories, A. K. Dewdney, Scientific American, Computer Recreations,
March 1985
A program called MICE nibbles its way to victory at the first Core War tournament, A. K. Dewdney, Scientific American, Computer Recreations, January 1987
Of worms, viruses and Core War, A. K. Dewdney, Scientific American, Computer Recreations, March 1989.