Martin Hilbert (Dr.; Ph.D.)
MartinHilbert[at]gmail.com
CEPAL Charlas Sobre Sistemas Complejos Sociales (CCSSCS)
Una exploración guiada de conceptos y métodos
3ra sesión (de 9) Modelos basados en agentes autónomos
(ABM Parte 1)
Las preguntas de hoy
I. ¿Qué es un "modelo"?
II. ¿Cómo "crecer" sociedades artificiales cada vez más complejos?
http://www.plataformaurbana.cl ; http://globedia.com
Modelo de segregación de Schelling
Extensión del modelo de segregación de Schelling
Source: Gessler (2009); Borland C++ Simulation http://web.duke.edu/isis/gessler/borland/segregation-notes.htm
1911 1932
1933
Modelando = mapeo
Source: Chu, D., Strand, R., Fjelland, R. (2003), "Theories of complexity – common denominators of complex systems", Essays & Commentaries: Theories of Complexity, Vol. 8 No.3, pp.19-30.
Modelo = reducción! La realidad es demasiado compleja!
…siempre tomamos solo sub-aspectos de la misma!
Sugarscape 1
Li, J. and Wilensky, U. (2009). NetLogo Sugarscape 1 Immediate Growback model. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University. Wilensky, U. (1999). NetLogo. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University, Evanston, IL.
http://ccl.northwestern.edu/netlogo
Sugarscapes 1, 2 & 3
Crecimiento diferencial
Movimiento continuo Más presiones evolutivas sobre la visión
y el metabolismo
No acumulación indefinida de riqueza =
= muerte y la redistribución al azar
Li, J. and Wilensky, U. (2009). NetLogo Sugarscape 1 Immediate Growback model. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University. Wilensky, U. (1999). NetLogo. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University, Evanston, IL.
• Visión limitada y crecimiento instantánea conduce a "terrazas“
• Distribución desigual de la riqueza en 4 diferentes terrazas
• Evolución de la población (la visión y el metabolismo)
La Ley de Pareto del Sugarscape
Paisaje físico del entorno
Regla: pasar al siguiente lugar abierto con más azúcar y consumir
Dotaciones “genéticos” aleatorios : La capacidad cognitiva (la visión)
Metabolismo Edad máxima
Ubicación inicial (aleatoria)
Distribución de Pareto de azúcar/ ingresos “emerge”!
¿Por qué?
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Li, J. and Wilensky, U. (2009). NetLogo Sugarscape 1 Immediate Growback model. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University. Wilensky, U. (1999). NetLogo. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/. Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling, Northwestern University, Evanston, IL.
Sugarscapes 4, 5 … ?
Órbita periódica de período 2 (baby boom)
Selección natural maximiza visión
Iain Weaver (2009) The Sugarscape; http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/Sugarscape
Más ricos (con herencia)
Selección Natural retrasa! (detener con y sin a 600 períodos)
Reproducción sexual (conocer y compartir con los hijos de azúcar)
Herencia al morir
Sugerscape Weaver 4.0.5
Fluctuaciones poblacionales estabilizan
La estratificación social / jerarquía emerge
Los prestamistas en la parte superior
Los prestatarios en el medio
Prestamista & Prestatario en la parte inferior (!)
Heredar la deuda a la descendencia (encender I)
Los prestamistas disminuyen
Agentes grises, que no se prestan ni pedir prestado, dominan
Iain Weaver (2009) The Sugarscape; http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/Sugarscape
Préstamos: beneficiándose de los viejos y ricos Prestatario: agentes fértiles que necesitan azúcar para reproducir Prestamista: da hasta la reproducción, o la mitad Pagar después de 10 ticks = deuda * (1 + intereses) o la mitad de la riqueza
Sugarscape 6
Sugarscapes 7
Emergente: movimiento diagonal (no es posible para el individuo!)
Emergencia diferente que la emergencia de "distribución del ingreso"! movimiento diagonal = sustitutos totales para indiv. limitación vs distribución de ingresos = agregado de características de indiv.
Iain Weaver (2009) The Sugarscape; http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/Sugarscape
Migración: ¿Cómo se mueven?
Diferencias culturales: Sugarscape cumple Schelling Gorley, Anand, Weaver, & Buccheri, (2009). Cultural Segregation on the Sugarscape. Physics Special Topics, 8(1).
Iain Weaver (2009) The Sugarscape; http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/Sugarscape
Primera ejecución del modelo normal 1
Vuelven a crecer de los recursos en dos pilas
Encienda la cultura (paso a paso)
Sugarscapes 8
Sugarscapes 9
Hibernators "oso"
Migradores "pájaro"
Especiación entre el norte y el sur?
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Estaciones
Ejecución del modelo normal
Encienda temporadas
Siga los agentes individuales (+ su visión)
Sugarscapes 10
Reducción de la población
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Contaminación: relación
explotación / contaminación
Ejecución del modelo normal
Encienda la contaminación (paso a paso)
Encienda la difusión de la contaminación
Sugarscapes 11
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Azúcar y especias Inspeccione agente
Baja población (una vida difícil de recoger ambos)
Agente azul (colecciona especias) en cerro azul (especias) se queda (y viceversa)
Agente de rojo (colecciona azúcar) en la colina azul (especias) migra
Sugar
Sugar
Spice
Spice
Sugarscape 12
El volumen de comercio (línea azul) se cae y se estabiliza
Precio (oferta y demanda = dispersión) se acerca al equilibrio de 1
Cambio de la velocidad growback
Precio No equilibrio
Número de agente aumenta en comparación con el modelo sin comercio
Comparar al mismo número de ticks
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Comercio: Tasa de transacción como media geométrica entre la
[necesidad de especias] y [necesidad de azúcar]
Azúcar valora más
Especias valora más
Sugarscape 13 Combinando características: nuevos patrones emergen Combinar la Reproducción y Comercio
Reproducción sexual Fluctúa y maximiza la visión
Comercio de Sugar & Spice Población disminuye (búsqueda de equilibrio en la vida dura)
Both: first decrease, then increase more than initial
Precios dispersos con baja densidad de población (más fricción en el mercado)
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Sugarscape 14 … ?
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Comercio y contaminación
Primero ejecute modelo de comercio normal
Encienda la contaminación para el azúcar (paso a paso)
A continuación, encienda la difusión de la contaminación
Precio estabiliza
Precio de las subidas de azúcar y agentes rojos (azúcar)
se extinguen (tal vez la población también!)
Precio del azúcar baja por externalidades de especias
Agentes o Personas (vida y la muerte dependen de los recursos disponibles)
Rasgos o Fijos
o capacidad de almacenamiento de los recursos o la capacidad de uso de los recursos (el metabolismo) o capacidad de detección de recursos (vista: 3 unidades rectos (sin visión diagonal = irracionalidad)
o Variable o Cantidad de recursos almacenados
Reglas o Fijo: pasar a cercano parche desocupada con más azúcar
(orden aleatorio en cada ronda)
Entorno o Campo de azúcar (toro)
Rasgos o Fijos
o capacidad de almacenamiento de recursos: agrupados como montañas
o Variable o cantidad de recurso almacenado
Reglas o Fijos: vuelven a crecer a una tasa determinada de azúcar
Sugarscape
Agentes o Individuos o Organizaciones (empresas, escuelas, hospitales, etc)
o Sectores (industrias, instituciones, etc)
o Sociedad (país, región)
Rasgos o Fijos
o Atributos / tipos (ingresos, opinión, sexo, etc) o Capacidades cognitivas (memoria, sentidos, etc)
o Variable o Atributos / tipos o Capacidades cognitivas
Entorno
Rasgos o Fijos o Variable
Componentes de ABM
Reglas o Fijos (si - entonces)
o Variable (si - entonces)
Reglas o Fijos (si-entonces)
o Variable (si-entonces)
Tu turno: a escoger uno! NetLogo. http://ccl.northwestern.edu/netlogo
Las preguntas de hoy
I. ¿Qué es un "modelo"?
II. ¿Cómo "crecer" sociedades artificiales cada vez más complejos?
Reconocimiento
En este caso, especialmente (pero no exclusivamente) de:
Beinhocker, E. D. (2007). The Origin of wealth: evolution, complexity, and the radical remaking of economics. Boston: Harvard Business School.
Epstein, J. M., & Axtell, R. L. (1996). Growing Artificial Societies: Social Science from the Bottom Up (First.). A Bradford Book.
Mitchell, M. (2013). Introduction to Complexity. online course. http://www.complexityexplorer.org/online-courses/1
Schelling, T. C. (2006). Micromotives and Macrobehavior (Revised.). W. W. Norton & Company.
Wilensky, U. (1999). NetLogo.
http://ccl.northwestern.edu/netlogo/. Northwestern Univ.
Iain Weaver (2009) The Sugarscape; http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/Sugarscape
…entre otros…
“...la innovación ... consiste en la realización de nuevas combinaciones" Schumpeter, J. (1939). Business Cycles. New York: McGraw-Hill. p. 84