Automatos Adaptativos

RESUMO

Este trabalho apresenta o conceito de autômatos adaptativos, cuja concepção inicial foi feita pelo engenheiro eletricista brasileiro João José Neto, e algumas de suas aplicações. Inicialmente traz o diferencial existente entre os autômatos adaptativos e os demais modelos, enfatizando a característica de alterar sua própria estrutura, a auto modificação e a adaptabilidade. Em seguida apresenta algumas aplicações deste conceito nas pesquisas que têm sido desenvolvidas e faz referência a alguns trabalhos de diversos pesquisadores em diferentes áreas de conhecimento, mostrando como a aplicação do conceito pode ser usada em recursos para favorecer a melhoria da condição de processos, criação ou adaptação de novas ferramentas, favorecimento das pessoas, empresas e outros.

Palavras-chave: Autômatos Adaptativos. Adaptatividade. Comportamento Auto modificável. Aplicações.

 

ABSTRACT

This paper introduces the concept of adaptive automata, whose initial design was made by the Brazilian electrical engineer João José Neto, and some of its applications. Initially brings the difference between the adaptive automata and other models, emphasizing the characteristic of changing its own structure, self change and adaptability. Then presents some applications of this concept in the research that has been developed and makes reference to some works by various researchers in different areas of expertise, showing how the application of the concept can be used in resources to facilitate the improvement of the processes’s conditions, creation or adaptation of new tools, favoring people, businesses and others.

Keywords: Adaptive Automata. Adaptivity. Self-modifiable behavior. Applications.

 

SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 6

2. AUTÔMATOS ADAPTATIVOS 7

3. APLICAÇÕES 10

4. TRABALHOS RELACIONADOS 13

CONSIDERAÇÕES FINAIS 15

REFERÊNCIAS 16

1. INTRODUÇÃO

Os autômatos adaptativos constituem um modelo, que podem reconfigurar seus estados a partir dos conjuntos de transições que são formados pelas regras de produção [3].

A teoria de autômatos, engloba alguns modelos básicos de possíveis máquinas que realizam o reconhecimento de determinadas sentenças, como por exemplo, os autômatos finitos determinísticos, autômatos finitos indeterminístico, os autômatos a pilha e os autômatos adaptativos [4].

Suas principais aplicações estão focadas nas áreas de construção de compiladores, inteligência artificial, robótica entre outras.

Neste trabalho em síntese, buscou-se compreender o funcionamento dos autômatos adaptativos e seus principais exemplos de aplicação. Na primeira seção, trataremos do entendimento dos autômatos adaptativos e suas adjacências.

Na segunda seção, tratamos das aplicações dos autômatos adaptativos, cujo, os focos estão relacionados a encontrar soluções que podem ser usadas no dia a dia em diversas áreas.

Por fim, tratamos dos trabalhos recentes relacionados a área, de forma a exemplificar o uso das tecnologias que tem como base os autômatos adaptativos.

 

2. AUTÔMATOS ADAPTATIVOS

Os autômatos adaptativos se encaixam em uma das classes dos possíveis modelos existentes de tais métodos, cujo, suas proposições estão relacionadas à aplicação de reconhecimento de dadas sentenças, no contexto do estudo das teorias da computação e linguagens formais [1].

O modelo de autômato adaptativo teve sua criação baseada nos autômatos a pilha e sua concepção inicial, foi feita pelo engenheiro eletricista brasileiro, João José Neto. Os autômatos em geral, são reconhecedores de linguagens, capazes de aceitar cadeias (sentenças), de dada linguagem L(G), que é definida por uma gramática (G) [2].

O diferencial existente nos autômatos adaptativos dos demais modelos, esta na capacidade de alterar sua própria estrutura, inserindo e removendo transições, de acordo com sua necessidade, sendo assim suas regras podem ser redefinidas tornando o processo de interação dinâmico [1]. Devido a este dinamismo ao qual podem ser modificadas as regras de produção, o conjunto de ações realizadas através das interações do autômato, podem ser modificado de forma desmedida. Neste caso, impossibilitando a garantia de um autômato final determinístico [1].

2.1. Autômato a Pilha

Conforme já descrito os autômatos adaptativos tem seu embasamento nos autômatos estruturados a pilha, que é equivalente aos autômatos a pilha habitual [3]. Este modelo está focado ao reconhecimento de linguagens da classe livre de contexto, segundo a hierarquia de Chomky [4].

Os autômatos a pilha, possuem uma memória auxiliar o que aumenta consideravelmente seu poder de reconhecimento, em comparação aos demais modelos que não utilizam de tal atributo [4].

“A pilha de um autômato de pilha pode ser entendida como uma estrutura de dados, de capacidade ilimitada, na qual a máquina de estados é capaz de armazenar, consultar e remover símbolos de um alfabeto próprio, denominado alfabeto de pilha, segundo a convenção usual para estruturas deste tipo (LIFO — “last-in-first-out”). Quanto aos seus demais componentes e características, o autômato de pilha se assemelha ao autômato finito.” (RAMOS, 2009, p.220).

Ainda segundo Marcos Vinicius [4], formalmente os autômatos a pilha podem ser descritos como uma 7tupla M:

• M = (Q, ∑, ᴦ, δ, q0, Z0, F) onde:

• Q é um conjunto finito de estados;

• ∑ é um alfabeto (finito e não-vazio) de entrada;

• ᴦ é um alfabeto (finito e não-vazio) de pilha;

• δ é uma função de transição Q × ( ∪ {ǫ}) × ᴦ → 2Q x ᴦ*;

• q0 é o estado inicial de M, q0 ∈ Q;

• Z0 é o símbolo inicial da pilha, Z0 ∈ ᴦ;

• F é o conjunto de estados finais de M, F ⊆ Q.

Apenas a função