Modelos basados en agentes y sociedades artificiales

by billyr ~ septiembre 5th, 2008. Filed under: Complejidad, Cursos de Complejidad, Presentaciones.

F11 – Full screen

Cursos/Talleres de Modelado y Diseño con Herramientas de Complejidad – Parte 6.2

Los sistemas complejos adaptativos están en la médula de las ciencias de la complejidad. Ellos comprenden autómatas celulares, redes booleanas aleatorias, modelos basados en agentes, vida artificial y sociedades (y culturas) artificiales. Sus usos en ciencias sociales han sido diversos; la técnica, en rigor, se origina en los modelos de tablero de Sakoda y Schelling antes que en modelos formales o matemáticos.

Los SCA permiten comprender además las dificultades de predicción en modelos deterministas, la imposibilidad de la retrodicción en escenarios caóticos, la sensitividad a las condiciones iniciales y el surgimiento de orden a partir del azar. Habitualmente se piensa que los modelos basados en agentes (MBA) constituyen una instancia apenas un poco más realista, algo más saturada de significación y más ligada a un dominio empírico que lo que es el caso con los autómatas celulares. La cuestión no es tan simple.

Los MBA no son una bala de plata. El comportamiento de un sistema fundado en este formalismo es polimorfo; por un lado, resulta de la lógica relacional que rige la descripción del escenario; por el otro, todo sistema de este tipo involucra un abanico potencialmente infinito de trayectorias posibles. El comportamiento mismo es difícil de evaluar, pues (dado el carácter no lineal de las relaciones) la comparación en términos de similitud o diferencia entre la conducta de un sistema y la que se manifiesta en un caso real tampoco se puede establecer con simplicidad. Los modelos basados en agentes son, por lo tanto, intensamente problemáticos.

En materia de análisis y diseño complejo, sin embargo, los modelos microscópicos basados en agentes han llegado a ser esenciales en la comprensión de fenómenos dinámicos en condiciones críticas (evacuaciones, pánico, congestiones de tráfico, paradojas de Braess o de Downs-Thompson, etcétera). Puede que carezcan de una fundamentación matemática y epistemológica perfectamente en regla; pero hoy en día emprender un diseño complejo sin su asistencia no es en absoluto una opción razonable.

Alternativamente es posible ver la presentación en la pantalla siguiente. Refrescar el video si ella aparece en blanco y esperar hasta que se redibuje todo. También se puede seleccionar cada slide o ver en pantalla completa usando los controles del plugin.

Sistemas complejos adaptativos – Modelos basados en agentes from Universidad de Buenos Aires

Materiales adicionales:

  • Ascape (antes en The Brookings Institute, ahora en Sourceforge) es uno de los modelos basados en agentes más conocidos. La versión aquí expuesta permite trabajar con los siguientes sistemas: Sugarscape, Violencia Civil, Anasazi Artificiales, Dilema del Priosionero, Retiro (Modelo de Base o Pequeños Mundos), Firmas, Emergencia de Clase, Tráfico, Bionland, Juego de la Vida de Conway, Heatbugs, Boids. Se debe esperar unos momentos para que baje el programa por el red. Bajar o ejecutar modelos basados en agentes en Ascape (requiere runtime de Java). Una vez que se lance el programa, seleccionar el modelo correspondiente.
  • Ejecutar programas de la Biblioteca de Modelos de NetLogo.
  • Ejecutar programas de los modelos de Comunidad de NetLogo
  • Para las diferentes piezas de software demostradas en esta presentación, véanse punteros a modelos basados en agentes y autómatas celulares en esta Planilla de punteros a software de complejidad, fractales, caos y redes sociales (3569) - 2.38 MB.

El arquetipo platónico de todos los sistemas complejos adaptativos (la máquina celular de Von Neumann) poseía la capacidad de auto-replicarse. La auto-reproducción (mucho más que la oscuramente elaborada auto-poiesis) parece ser la piedra de toque de las capacidades complejas, la prueba ácida de la capacidad de computación universal. Hay infinidad de instancias implementadas de dicho principio en la Web, pero el ejemplar que sigue un poco más abajo es eficaz en aclarar el punto.

En la siguiente pantalla se pueden visualizar organismos artificiales que se auto-replican. Es posible que se  requiera instalar la última versión de Adobe Flash Player para el navegador que se esté utilizando:

La simulación de evacuaciones es la especie más valorada de entre las muchas que componen el MBA. Aquí se muestra una escena de evacuación modelada en entorno Exodus:

Ver otras secciones del curso:

Otras páginas de este sitio relacionadas con el tema:

Vínculos fundamentales:

URBANSIM – MBA de simulación urbana:

http://www.urbansim.org/Main/WebHome

TRANSIMS – MBA de simulación de tráfico:

http://www.fhwa.dot.gov/planning/tmip/transims/background.cfm

Models of Infectious Disease Agent Study (MIDAS):

https://www.epimodels.org/midas/home.do

Infectious Disease Model – Universidad de Kent:

http://www.personal.kent.edu/~mdball/Infectious_Disease_Model.htm

Framsticks – Modelos de Vida Artificial:

http://www.framsticks.com/

JASS – Journal of Artificial Societies and Social Simulation:

http://jasss.soc.surrey.ac.uk/JASSS.html

( algoritmo genético – genetic algorithm – fractales – dimensión fractal – simulación – teoría del caos – dinámica no lineal – nonlinear dynamics – cursos – diseño – agent-based modeling )

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