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

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

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

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

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

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

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

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

Campos de aplicación
En los últimos 10 años [4]:
Sociología
Biología
Física
Química
Ecología
Economía
...(no sólo para ciencias sociales)
Serrano et al. ABSS

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.
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