Поведение конечных автоматов в лабиринтах

The paper is devoted to the study of problems on the behavior of finite automata in mazes. For any n, a maze is constructed that can be bypassed with 2n stones but you can’t get around with n stones. The range of tasks is extensive and touches upon key aspects of theoretical Computer Science. Of course, the solution of such problems does not mean the automatic solution of complex problems of complexity theory, however, the consideration of these issues can have a positive impact on the understanding of the essence of theoretical Computer Science. It is hoped that the behavior of automata in mazes is a good model for non-trivial information theoretic problems, and the development of methods and approaches to the study of robot behavior will give more serious results in the future. Problems related to automaton analysis of geometric media have a rather rich history of study. The first work that gave rise to this kind of problems, it is necessary to recognize the work of Shannon [24]. It deals with a model of a mouse in the form of an automaton, which must find a specific target in the maze. Another early work, one way or another affecting our problems, is the work of Fisher [9] on computing systems with external memory in the form of a discrete plane. A serious impetus to the study of the behavior of automata in mazes was the work of Depp [7, 8], in which the following model is proposed: there is a certain configuration of cells from mathbbZ^2 (chess maze), in which finite automata, surveying some neighborhood of the cell in which they are, can move to an adjacent cell in one of four directions. The main question posed in such a model is whether there is an automaton that bypasses all such mazes. In [20], Muller constructed a flat trap for a given automaton (a maze that does not completely bypass) in the form of a 3-graph. Budach [5] constructed a chess trap for any given finite automaton. Note that Budach’s solution was quite complex (the first versions contained 175 pages). More visual solutions to this question are presented here [29, 31, 33, 34]. Antelman [2] estimated the complexity of such a trap by the number of cells, and in [1] Antelman, Budach, and Rollick made a finite trap for any finite automaton system. In the formulation with a chess maze and one automaton, there are a number of results related to the problems of traversability of labyrinths with different numbers of holes, with bundles of labyrinths by the number of States of the automaton, and other issues. An overview of such problems can be found for example here [35]. The impossibility of traversing all flat chess labyrinths with one automaton raised the question of studying the possible amplifications of the automaton model, which will solve the problem of traversal. The main way of strengthening can be the consideration of a collective of automata, instead of one automaton, interacting with each other. A special and widely used case is the consideration of a system of one full-fledged automaton and a certain number of automata of stones, which have no internal state and can move only together with the main automaton. Interaction between machines is a key feature of this gain, it is allowed to have a collective (or one machine with stones) external memory, thereby significantly diversifies its behavior. If you get rid of the interaction of automata, the resulting  independent system will be little better than a single machine. Next, we discuss the known results associated with the collective automata.Работа посвящена исследованию задач о поведении конечных автоматов в лабиринтах. Для любого n строится лабиринт, который можно обойти с помощью 2n камней но нельзя обойти с помощью n камней. Спектр задач обхода обширен и затрагивает ключевые аспекты теоретической Computer Science. Конечно, решение таких задач не означает автоматическое решение сложных проблем теории сложности, тем не менее рассмотрение данных вопросов может положительно сказаться на понимании сути теоретической Computer Science. Есть надежда, что поведение автоматов в лабиринтах является хорошей моделью для нетривиальных теоретико-информационных задач, и отработка методов и подходов к исследованию поведения роботов даст более серьезные результаты с будущем. Задачи связанные c автоматным анализом геометрических сред имеют довольно богатую историю изучения. Первой работой, давшей начало подобного рода задачам, стоит признать работу Шеннона [24]. В ней рассматривается модель мыши в виде автомата, которая должна найти определенную цель в лабиринте. Другая ранняя работа, так или иначе затрагивающая нашу проблематику, это работа Фишера [9] о вычислительных системах с внешней памятью в виде дискретной плоскости. Серьёзным толчком к исследование поведения автоматов в лабиринтах послужила работы Деппа [7, 8], в которых предложена следующая модель: имеется некоторая конфигурация клеток из Z^2 (шахматный лабиринт), в которой конечные автоматы, обозревая некоторую окрестность клетки, в которой они находятся, могут перемещаться в соседнюю клетку в одном из четырёх направлений. Основной вопрос, который ставится в подобной модели, существует ли автомат обходящий все подобные лабиринты. В [20] Мюллер построил для заданного автомата плоскую ловушку (лабиринт который обходится не полностью) в виде 3-графа. Будах [5] построил шахматную ловушку для любого заданного конечного автомата. Отметим, что решение Будаха было довольно сложным (первые варианты содержали 175 страниц). Более наглядные решения данного вопроса представлены здесь [29, 31, 33, 34]. Антельман [2] оценил сложность подобной ловушки по числу клеток, а в [1] Антельман, Будах и Роллик сделали конечную ловушку для любой конечной системы автоматов. В постановке с шахматным лабиринтом и одним автоматом есть ещё ряд результатов, связанных с проблемами обходимости лабиринтов с различными числом дыр, с расслоениями лабиринтов по количеству состояний автомата и другими вопросами. Обзор подобных проблем можно найти например здесь [35]. Невозможность обхода всех плоских шахматных лабиринтов одним автоматом выдвинула вопрос об изучении возможных усилений модели автомата, которая решит задачу обхода. Основным способом усиления может являться рассмотрение коллектива автоматов,вместо одного автомата, взаимодействующих между собой. Частным и широко используемым случаем является рассмотрение системы из одного полноценного автомата и некоторого количества автоматов камней, которые не имеют внутреннего состояние и могут передвигаться только совместно с главным автоматом. Взаимодействие между автоматами является ключевой особенностью данного усиления, оно позволяется иметь коллективу (или одному автомату с камнями) внешнюю память, тем самым существенно разнообразит его поведение. Если от взаимодействия автоматов избавиться, то полученная независимая система будет немногим лучше одного автомата. Далее обсудим известные результаты связанные с коллективом автоматов

Netzliteratur - ein neues Genre?

In den Text-, Kommunikations- und Medienwissenschaften gewinnt in jüngster Zeit ein Thema an Resonanz, das von den Medien selbst längst schon vorgegeben wurde: Sprachwandel im Zeichen des Medienwandels. Den damit einhergehenden und teilweise wohl auch dadurch bedingten Veränderungen in den Gepflogenheiten unseres kommunikativen Gebarens im Alltag gilt daher, beispielsweise, das Interesse der Beiträge zu dem Sammelband Medien, Texte und Maschinen, der die ersten Umrisse einer zu entwickelnden Angewandten Mediensemiotik zu zeichnen strebt. Zu ihren Aufgaben gehören freilich nicht nur die Sichtung der dort vorgestellten theoretischen Ansätze, terminologischen Vereinbarungen, methodischen Instrumentarien, nicht nur die Beobachtung der Konsequenzen technischer Innovationen für den Umgang mit den gewohnten Ressourcen täglicher Information, nicht nur die Analyse der neuartigen Gestalt polycodierter Texte und ihrer Funktionen in Bildung und Wissenschaft, nicht nur die Rekonstruktion von Entwicklungslinien traditioneller Medien etwa der Presse oder der Werbung im Übergang vom Industrie- zum Informationszeitalter, nicht nur die Veranschaulichung versprachlichter Gehalte in anderen Codes, nicht nur die Entfaltung von Perspektiven des Wissenstransfers durch Computervisualistik oder der Sinnkonstruktion an den modernen Maschinen der Kommunikation. Im Folgenden sollen einige Anregungen zusammengefasst und weitergeführt werden, den sog. neuen Genres germanistische Neugier zu widmen: Netzliteratur, Hyperfiction, Computeranimation im Film, Bildschirmästhetik im Fernsehen, Interface- und Textdesign und E-Book-Roman, denn all dies erfordert neue Lektüre- Modelle, zu deren Entwurf und theoretischer Grundlegung es einer textwissenschaftlich systematischen Erforschung bedarf der vielfältigen und sich wechselseitig befruchtenden Formen künstlerischen Ausdrucks in allen Medien und über die kulturellen Grenzen hinweg.Discourse studies have recently turned their attention to changes in language use caused by changes in the media environment. They analyse, for instance, the impact of technical innovation on the resources of daily information, the new design of poly-coded texts and their functions in science and education, the development of traditional media such as press or television from the age of industry to that of digital information, the visualisation of linguistic content in other codes, the transfer of knowledge and production of meaning with modern machines of communication. But among their manifold interests is also the aesthetic dimension of semiotic change influenced by the typological expansion and technological innovation of the media system as a whole. The role of the author is put into question, when looking at new forms of literary production on computer screens. The automat defines the textual structure of their works, which they create jointly in the net. Routines of perception will change audio-visual structures of literature competing with film, television, video, hypertext. The project of media aesthetics will be complemented by a yet to be drafted tele-semiotics of audio-visual media and digital art. This paper aims to take a closer look at new genres of aesthetics: net literature, hyperfiction, computer animation in film, interface design of video games, electronic novel, etc. They ask for new models of reading, which are to be designed and investigated with new methods of textual analysis and comparative tools across all the media of aesthetic expression and across all cultures of verbal art

Video and computer games - a threat to the young?

Im Folgenden werden die Wirkungen intensiven Computerspiels untersucht, konzentriert auf die Spielsituationen und die Spielinhalte, vor allem auf aggressive Spiele. Dabei ergibt sich, daß die Gruppe der intensiv spielenden Kinder und Jugendlichen kaum besondere Merkmale zeigt; auch die Gefahr bleibender Verhaltensänderungen existiert nur in geringem Maße, vor allem für sehr junge Kinder, die intensiv aggressive Spiele nutzen. Unverkennbar besteht aber ein Bedarf an weiteren und methodisch neuen Forschungsarbeiten, um die Gefahren angemessen beurteilen zu können. Medienpädagogische Schlußfolgerungen bilden den Abschluß des Beitrages. (DIPF/Text übernommen)To begin with, the author, on the basis of new research results, shows that video and computer games are much less favored by children and adolescents as is generally assumed due to their being so widespread. He then analyzes the effects of extensive playing, focussing on the impact of both the Situation in which a game is played and the games\u27 structure as well as their content, especially aggressive contents. Over all, children and adolescents who play extensively form a rather inconspicuous group; danger of habit formation exists only up to a point. It is only with very young children that games of aggressive content may lead to rather problematic effects; otherwise, the often evoked dangers cannot be sufficiently substantiated by research results. However, to be able to adequately judge the games\u27 potential of danger new approaches in media research are required. In a final part, the author sketches such approaches as well as some of the media-pedagogica consequences. (DIPF/Orig.

Exploring an Infinite Space with Finite Memory Scouts

Consider a small number of scouts exploring the infinite $d$-dimensional grid with the aim of hitting a hidden target point. Each scout is controlled by a probabilistic finite automaton that determines its movement (to a neighboring grid point) based on its current state. The scouts, that operate under a fully synchronous schedule, communicate with each other (in a way that affects their respective states) when they share the same grid point and operate independently otherwise. Our main research question is: How many scouts are required to guarantee that the target admits a finite mean hitting time? Recently, it was shown that $d + 1$ is an upper bound on the answer to this question for any dimension $d \geq 1$ and the main contribution of this paper comes in the form of proving that this bound is tight for $d \in \{ 1, 2 \}$.Comment: Added (forgotten) acknowledgement

Computer Spiel Welten

Eine diskursarchäologische Studie zur Entstehung von Computerspielen entlang der Begriffe von Reaktion, Entscheidung und Regulation in Mensch-Maschine-Systemen. Sie rekonstruiert die Emergenz des Computerspiels aus heterogenen Wissensbereichen wie Experimentalpsychologie, Arbeitswissenschaft, Kriegstechnologie, Hard- und Softwaregeschichte, Graphentheorie, Meteorologie, Speläologie, Philosophie, Behaviorismus, Kognitionswissenschaft, Spieltheorie und Kybernetik.The study attempts an archaeology of computer-game-discourse using the topics "reaction", "decision" and "regulation" in men-machine-systems. It tries to reconstruct the emergence of computer games from heterogenous fields of knowledge such as experimental psychology, scientific management, technologies of war, hard- and software-history, graph-theory, meteorology, speleology, philosophy, behaviorism, cognitive science, theory of games, and cybernetics