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Introducción a la simulación social basada en agentes (only in Spanish)

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Introducción a la simulación social basada en agentes (only in Spanish)

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Introducción a la simulación social basada en agentes (only in Spanish)

  1. 1. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Introducción a la simulación social basada en agentes para el desarrollo de sistemas ubicuos adaptativos Emilio Serrano contacto: eserrano@gsi.dit.upm.es Grupo de sistemas inteligentes 13 de marzo de 2013 Serrano et al. ABSS
  2. 2. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Índice 1 UbikSim Algunos ejemplos de proyectos en UbikSim 2 Simulación social Conceptos previos Simulación social ¾Para qué vale? Campos de aplicación ¾Cómo investigar? Ciencias de la computación y ss Ciencia y ss 3 Frameworks de ss RepastJ Mason NetLogo Otros enfoques 4 Ejemplos Ejemplos bien conocidosSerrano et al. ABSS
  3. 3. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias UbikSim Para empezar unos ejemplos... UbikSim es una plataforma para el desarrollo de simulaciones sociales [1] Vídeo de ejemplo UbikSimHQ.mp4 ¾Utilidad en el contexto de los sistemas ubicuos adaptativos? generador automático de datos de contexto ¾Por qué simulaciones y no test reales? ¾Por qué una simulación social? Serrano et al. ABSS
  4. 4. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Algunos ejemplos de proyectos en UbikSim EscapeSim Sistema ubicuo adaptativo de gestión de emergencias Actuadores en forma de paneles implementan una extensión del algoritmo A* El sistema debe reaccionar a colapsos, expansión y foco/s de la emergencia, desobediencias por parte de usuarios, etcétera. VoteSim Sistema ubicuo adaptativo para la gestión de recursos compartidos en hoteles. El sistema debe ofrece algoritmos de elección social a los usuarios para maximizar el bien común. Se utilizan algoritmos de minería de datos para realizar coaliciones. UbikMobile Extiende Android para generar contexto en un smartphone real desde un mundo simulado (automáticamente). En un ejemplo, se usó para evaluar un sistema de localización de puntos de interés en un museo. Serrano et al. ABSS
  5. 5. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Conceptos previos Ciencias Sociales: Ciencias que exploran aspectos de las sociedades humanas. Sociología, psicología, derecho, economía, política... Simulación: diseñar un modelo (abstracción) de un sistema real y llevar a término experiencias con él [2]. Serrano et al. ABSS
  6. 6. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Simulación social Simulación social (SS): Exploración y entendimiento de procesos sociales mediante simulaciones en computadores Una sociedad es un sistema complejo no lineal [3]. Difícil de estudiar usando modelos matemáticos basados en ecuaciones ¾...y en UbikSim? ¾Utilidad? otro ejemplo: sims.mp4 Serrano et al. ABSS
  7. 7. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias ¾Para qué vale? Comprender [3] Descubrir Formalizar Predecir Investigación demográca Sustitución de capacidades humanas Diagnosis de enfermedades Entretener Sim City Simuladores de vuelo Entrenar Modelos económicos: http://www.bized.co.uk/virtual/ Simuladores de vuelo Educar Filosofos comensales America's Army: Special Forces (2002) Serrano et al. ABSS
  8. 8. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Campos de aplicación En los últimos 10 años [4]: Sociología Biología Física Química Ecología Economía ...(no sólo para ciencias sociales) Serrano et al. ABSS
  9. 9. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias ¾Cómo investigar? Metodología de investigación mediante SS 1 ¾Dónde están los cientícos de la computación? 1 Propuesta por Gilbert et. al [3] y esquematizada por Drogoul et. al [4] Serrano et al. ABSS
  10. 10. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Ciencias de la computación y ss Una SS es software con todo lo que ello conlleva Muy relacionado con la Inteligencia Articial (IA) Si una SS se compone de conjunto de agentes autónomos que interactúan... - Una SS es un Sistema Multi-Agente (MAS) Una rama de la SS es la Multi-Agent Based Simulations (MABS) MABS son SS donde la sociedad se compone de agentes articiales Discusión: Agentes MABS (simples y escalables) vs Agentes MAS (inteligentes y pesados) [4] De agentes simples pueden emerger comportamientos muy complejos Colonia de hormigas Serrano et al. ABSS
  11. 11. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Ciencia y ss ¾Es la SS ciencia? Criterio de demarcación Adeptos: Sí rotundo, la SS es la 3 a forma de hacer ciencia (Axelrod [5]) Parte de axiomas (deducción) Genera grandes cantidades de datos Estos datos se estudian para generar teorías (inducción) Detractores: No rotundo, es muy difícil enlazar los resultados de la sociedad articial con la sociedad real. ¾Resultados ables y realistas? (puede ser lo mejor disponible) (...incluyendo teorías alternativas de las ciencias sociales) Serrano et al. ABSS
  12. 12. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Frameworks de ss Son entornos integrados para el desarrollo de simulaciones sociales. También se llaman plataformas''. Resuelven problemas recurrentes en la SS. Generación de grácas Grids contenedores de agentes 2D/3D (mundo) Movimientos de agentes Planicador de ejecución de agentes Displays de la simulación Registro de eventos Generación de imágenes vectoriales y videos ... El Open ABM consourtium lista más de 20 frameworks y artículos de comparativas entre ellos 2 2 web: http://www.openabm.org/frameworks Serrano et al. ABSS
  13. 13. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias RepastJ3 En java, código libre, simulaciones en java. Gran cantidad de utilidades y librerías. Nueva versión, Repast Simphony, con Visual programming language (VPL). 3 RepastJ web: http://repast.sourceforge.net/repast_3/ Serrano et al. ABSS
  14. 14. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Mason4 En java, código libre, simulaciones en java. Muy preocupada por la eciencia y replicabilidad Núcleo simple y bien denido 4 Mason web: http://cs.gmu.edu/~eclab/projects/mason/ Serrano et al. ABSS
  15. 15. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias NetLogo5 En java, código propietario, simulaciones en NetLogo. Ofrece operaciones muy abstractas (sencillo) Documentación minuciosa y completa librería de ejemplos 5 NetLogo web: http://ccl.northwestern.edu/netlogo/ Serrano et al. ABSS
  16. 16. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Otros enfoques Cualquier lenguaje de programación general es válido Frameworks para MAS se están adaptando para permitir programar SS Jade INGENIAS Jason Serrano et al. ABSS
  17. 17. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Ejemplos de simulaciones bien conocidas Etnocentrismo (sociología) El comportamiento etnocentrista emerge bajo gran variedad de condiciones. Sugarscape (economía) Dada una riqueza inicial de manera desigual en una sociedad, sólo una pequeña minoría consigue superar la media de riqueza dada. El juego de la vida (informática) Emergen patrones o modos de vida recurrentemente sin organización central alguna Modelo cazador/presa (ecología) Estudia la estabilidad de un ecosistema cazador-presa. El dilema del prisionero iterado para N-agentes (teoría de juegos) Estrategias para conseguir el máximo benecio en un juego. Serrano et al. ABSS
  18. 18. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias Referencias E. Serrano, J. A. Botia, J. M. Cadenas, Ubik: a multi-agent based simulator for ubiquitous computing applications, Journal of Physical Agents 3 (2). URL http: //www.jopha.net/index.php/jopha/article/view/51 Review of systems simulation: The art and science, by robert e. shannon, prentice-hall, 1975, SIGSIM Simul. Dig. 7 (3) (1976) 33. doi:http://doi.acm.org/10.1145/1102746.1102759. N. Gilbert, K. G. Troitzsch, Simulation for the Social Scientist, Open University Press, 2005. URL http://www.amazon.com/exec/obidos/redirect? tag=citeulike07-20path=ASIN/0335216013 A. Drogoul, D. Vanbergue, T. Meurisse, Multi-agent based simulation: Where are the agents?, in: J. S. Sichman,Serrano et al. ABSS
  19. 19. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias E. Serrano, J. A. Botia, J. M. Cadenas, Ubik: a multi-agent based simulator for ubiquitous computing applications, Journal of Physical Agents 3 (2). URL http: //www.jopha.net/index.php/jopha/article/view/51 Review of systems simulation: The art and science, by robert e. shannon, prentice-hall, 1975, SIGSIM Simul. Dig. 7 (3) (1976) 33. doi:http://doi.acm.org/10.1145/1102746.1102759. N. Gilbert, K. G. Troitzsch, Simulation for the Social Scientist, Open University Press, 2005. URL http://www.amazon.com/exec/obidos/redirect? tag=citeulike07-20path=ASIN/0335216013 A. Drogoul, D. Vanbergue, T. Meurisse, Multi-agent based simulation: Where are the agents?, in: J. S. Sichman, F. Bousquet, P. Davidsson (Eds.), Proceedings of the Third Serrano et al. ABSS
  20. 20. UbikSim Simulación social Frameworks de ss Ejemplos Referencias International Workshop on Multi-Agent-Based Simulation MABS 2002, Bologna, Italy, LNAI 2581, Springer Verlag, Berlin Heidelberg, 2002, pp. 115. R. Axelrod, Advancing the art of simulation in the social sciences, Complex. 3 (2) (1997) 1622. doi:http://dx.doi.org/10.1002/(SICI) 1099-0526(199711/12)3:216::AID-CPLX43.0.CO;2-K. Serrano et al. ABSS

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