Parameter estimation for cellular automata
Lappalainen, Joona (2023)
Kandidaatintyö
Lappalainen, Joona
2023
School of Engineering Science, Laskennallinen tekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20230828110825
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe20230828110825
Tiivistelmä
Cellular automaton (CA) is a discrete model that can be used in modelling self organizing complex systems. Usually, CA is illustrated in two-dimensional (2D) space as a square grid, which contains smaller squares. These squares are called cells and they move during CA iterations. The movement leads to patterns, which vary according to the model parameters. In this thesis, the CA model has only one parameter: jump parameter, which defines the biggest possible jumping distance for cells and agglomerates within their domain. The goal is to study a simple CA model and parameter estimation, implement multiple time steps method and analyze its results. The aim of this method is to enhance the results of the estimation algorithm. The method is implemented successfully, and the results are improved in general. Soluautomaatti on diskreetti malli, jota voidaan käyttää itseorganisoituvien monimutkaisten systeemien mallintamiseen. Yleensä soluautomaatti on havainnollistettu kaksiulotteisessa avaruudessa neliöruudukkona, joka sisältää pienempiä neliöitä. Näitä neliöitä kutsutaan soluiksi, ja ne liikkuvat soluautomaatti-iteraatioiden aikana. Liikkumisen seurauksena muodostuu kuvioita, jotka vaihtelevat mallin parametrien mukaan. Tässä työssä soluautomaattimallilla on vain yksi parametri: hyppyparametri, joka määrittelee solujen ja soluyhdistelmien suurimman mahdollisen hyppyetäisyyden niiden toiminta-alueen sisällä. Työn tarkoituksena on tutustua yksinkertaiseen soluautomaattimalliin ja parametrien estimointiin, sekä toteuttaa useamman aika-askeleen menetelmä ja analysoida sillä tuotettuja tuloksia. Menetelmän tavoitteena on parantaa estimointialgoritmin tuloksia. Menetelmä on toteutettu onnistuneesti, ja yleisesti ottaen tulokset ovat parantuneet.