Dissertação

Pattern formation during the growth of Physarum EVALUATED

Physarum polycephalum é um fungo que apresenta ter redes de vasos altamente adaptativos. Mais comummente conhecido como o verdadeiro bolor acelular, apresenta, como reacção impulsiva a estímulos exteriores, uma contínua optimização da estrutura vascular. Ao estudar o comportamento desta espécie, poderá ser possível compreender fenómenos angiogénicos, por exemplo no desenvolvimento de cancro, e formar novos algoritmos para resolução de redes, como redes de transporte. Vários modelos de crescimento são desenvolvidos, com base na equação da difusão e no modelo de crescimento estocástico de Eden. Este apresenta estruturas com grau de vértice ~3, uma característica identificada na rede de vasos optimizada de Physarum polycephalum. Foram feitas modificações sucessivas de modo a que se aproximasse a um comportamento mais real, mantendo a estrutura global com grau ~3 constante. Seguidamente, os mecanismos de adaptação baseados em fluxo são estudados. Dos resultados obtidos, é possível concluir que os modelos desenvolvidos por Nakagaki e coautores e Tero e coautores são incompletos e, em alguns casos, contraditórios quanto a replicar estritamente o comportamento natural de Physarum polycephalum e que mecanismos de adaptação mais simples são suficientes para a resolução de labirintos. No entanto, é importante salientar que, para certas condições, os modelos de adaptação são capazes de produzir árvores de comprimento mínimo e árvores de Steiner para número reduzido de nós. Este foi demonstrado como sendo um problema NP-completo.
Physarum polycephalum, Difusão, Adaptação, Árvores de comprimento mínimo, Árvores de Steiner

Maio 31, 2017, 16:0

Publicação

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Orientação

ORIENTADOR

Rui Manuel Agostinho Dilão

Departamento de Física (DF)

Professor Auxiliar