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Los autómatas celulares surgieron a partir del interés que tuvo en su momento von Neumann por analizar y tratar de reproducir el comportamiento del sistema nervioso humano. Debido a la complejidad del problema y a la carencia de infraestructura tecnológica, von Neumann optó por aprovechar su análisis teórico acerca de la computadora conjuntándolo con investigaciones que pudieran serle útiles para conseguir sus propósitos. De esta ma-nera comienza a experimentar con conceptos tales como paralelismo, al trabajar con varias computadoras o células las cuales a través del manejo de estados en los cuales pueden encontrarse se intercomunican durante la ejecución de un determinado proceso. Así es como von Neumann concibe a los autómatas celulares, los cuales desde sus orígenes han sido aplicados para ciertos fines prácticos tales como el reconocimiento de patrones o el procesamiento de imágenes.

Una vez que von Neumann empezó a trabajar con autómatas celulares, trató de construir un modelo que consistía en crear un autómata capaz de auto-reproducirse, para entonces, ya estaba involucrado con lo referente a un término denominado computación universal. Von Neumann pudo crear el modelo, pero desgraciadamente falleció dejando su investigación inconclusa.

Posterior a la muerte de von Neumann, otros investigadores se interesaron en su trabajo y se encontraron con la dificultad de poder llevarlo a la práctica debido a que el modelo original utilizaba un gran número de estados, lo que lo hacía bastante complejo, así que se dieron a la tarea de tratar de reducir el número de estados sin perder las propiedades que debía poseer el autómata. En este sentido se dieron aportaciones interesantes a través del tiempo, hasta llegar a Life, un autómata que cumplía con los requisitos de auto-reproducirse y hacer computación universal, lo que ocasionó un parteaguas en el estudio de los autómatas celulares.

Con el paso del tiempo, se han ido construyendo fundamentos teóricos debido al interés que los autómatas celulares han despertado en cuanto al análisis de los aspectos formales de su comportamiento. Hoy en día existe gran interés por estudiar a los autómatas celulares en una dimensión a partir de las primeras investigaciones que en este sentido realizó Wolfram.

Se ha demostrado que los autómatas celulares uni-dimensionales ofrecen mediante una dinámica sencilla la reproducción de comportamientos complejos. Por esta razón se han creado varios modelos para reproducir el flujo de tránsito de autos basados en la dinámica de un autómata celular. Los diagramas de Bruijn y de subconjuntos añaden practicidad y funcionalidad al análisis de este problema. Con los diagramas de Bruijn y de subconjuntos podemos saber diversos aspectos que tienen que ver con el comportamiento de un autómata celular uni-dimensional; por ejemplo, podemos saber de que manera van a evolucionar las células del autómata, conocer los diversos ancestros que puede tener una configuración, y podemos identificar configuraciones que no pueden ser generadas a partir de otras. En el siguiente capítulo veremos de que forma podemos aplicar todo esto al análisis del flujo de tránsito de autos.