Autômatos Celulares Lógicos Diferenciáveis: Do Jogo da Vida à Geração de Padrões com Circuitos Recorrentes Aprendidos

Este artigo apresenta o DiffLogic CA, uma nova arquitetura de autômatos celulares neurais (ACN) que utiliza um estado celular totalmente discreto, atualizado por meio de um circuito binário recorrente aprendido. Ao substituir os componentes de rede neural por Redes de Portas Lógicas Diferenciáveis Profundas, permite o treinamento diferenciável de portas lógicas discretas. O sucesso da aplicação de portas lógicas diferenciáveis a autômatos celulares é demonstrado pela replicação do Jogo da Vida de Conway e pela geração de padrões por meio de dinâmicas discretas aprendidas. Isso destaca o potencial de integrar lógica discreta dentro dos ACNs e prova que as redes de portas lógicas diferenciáveis podem ser aprendidas eficazmente em arquiteturas recorrentes. Embora promissor, o treinamento para formas mais complexas permanece um desafio, sugerindo trabalhos futuros em arquiteturas hierárquicas e portas especializadas para melhor gerenciamento de estado.