Сахарный пейзаж
Sugarscape — это модель с искусственным интеллектом на основе агентов социального моделирования , следующая некоторым или всем правилам, представленным Джошуа М. Эпштейном и Робертом Экстеллом в их книге «Растущие искусственные общества» . [1]
Источник
[ редактировать ]Основы моделей Sugarscape можно проследить в Университете Мэриленда , где экономист Томас Шеллинг представил свою статью под названием «Модели сегрегации» . [2] В написанной в 1969 году книге Шеллинга и остальных членов сообщества, занимающихся моделированием социальной среды, возможности выбора были ограничены из-за отсутствия достаточной вычислительной мощности и подходящего механизма программирования для полной реализации потенциала их модели.
Джона Конвея Агентская симуляция « Игра жизни » была усовершенствована и применена к оригинальной идее Шеллинга Джошуа М. Эпштейном и Робертом Экстеллом в их книге «Растущие искусственные общества» . Чтобы продемонстрировать свои открытия в области агентного моделирования, была создана модель, которая распространялась вместе с книгой на компакт-диске. Концепция этой модели стала известна как «модель Sugarscape». [1] С тех пор название «Sugarscape» использовалось для агентных моделей, использующих правила, аналогичные тем, которые определены Epstein & Axtell.
Принципы
[ редактировать ]Все модели Sugarscape включают агентов (обитателей), окружающую среду (двумерную сетку) и правила, регулирующие взаимодействие агентов друг с другом и с окружающей средой.
Исходная модель, представленная Дж. Эпштейном и Р. Экстеллом (считающаяся первой крупномасштабной моделью агента ), основана на сетке ячеек 51x51, где каждая ячейка может содержать различное количество сахара (или специй). На каждом этапе агенты осматриваются, находят ближайшую клетку, наполненную сахаром, перемещаются и метаболизируют. Они могут оставлять загрязнение, умирать, размножаться, наследовать источники, передавать информацию, торговать сахаром или брать взаймы, генерировать иммунитет или передавать болезни – в зависимости от конкретного сценария и переменных, определенных при настройке модели.
Сахар в моделировании можно рассматривать как метафору ресурсов искусственного мира, с помощью которых исследователь может изучать влияние социальной динамики, такой как эволюция, семейное положение и наследственность, на население. [3]
Точное моделирование оригинальных правил, представленных Дж. Эпштейном и Р. Экстеллом в их книге, может быть проблематичным. [4] и не всегда возможно воссоздать те же результаты, что представлены в книге « Растущие искусственные общества» .
Реализации модели
[ редактировать ]Модель Sugarscape имела несколько реализаций, некоторые из которых доступны как бесплатное программное обеспечение с открытым исходным кодом.
Побег
[ редактировать ]Оригинальная реализация была разработана в Ascape , Java -программе, подходящей для агентного социального моделирования . Модель Sugarscape остается частью встроенной библиотеки моделей, распространяемой вместе с Ascape. [5]
Сетевой логотип
[ редактировать ]NetLogo использовался для создания моделей Sugarscape. В библиотеку моделей NetLogo включены три сценария Sugarscape: «Немедленный рост», «Постоянный рост» и «Распределение богатства». Помимо этих трех сценариев, существует модель Sugarscape NetLogo Иэна Уивера, которая является частью библиотеки моделей сообщества пользователей. «Он основан на модели сообщества NetLogo Оуэна Денсмора и охватывает все правила, обсуждаемые в книге « Растущие искусственные общества» , за исключением правила боя (хотя его включить тривиально, оно не добавляет ценности модели)». [6] Модель оснащена богатой документацией. [7] включая инструкции по успешному воспроизведению оригинальных правил Sugarscape. [4]
SugarScape на стероидах
[ редактировать ]Из-за возникающего характера агентных моделей (ABM) очень важно, чтобы размеры популяции в симуляциях соответствовали размерам популяции моделируемых динамических систем. [8] Однако производительность современных сред моделирования агентов недостаточна для обработки таких больших размеров населения, а системы параллельных вычислений , предназначенные для работы в вычислительных кластерах, были ограничены доступной пропускной способностью. Поскольку вычислительная мощность увеличивается в соответствии с законом Мура , можно ожидать увеличения размера и сложности систем моделирования. Команда в составе Р. М. Д'Сузы, М. Лысенко и К. Рахмани из Мичиганского технологического университета использовала модель Sugarscape, чтобы продемонстрировать мощь графических процессоров (GPU) в моделировании ABM с частотой более 50 обновлений в секунду и популяциями агентов, превышающими 2 миллиона. [9]
Математика
[ редактировать ]Еще одну реализацию можно найти написанную на Mathematica . [10]
МЕЙСОН
[ редактировать ]GMU компании Проект MASON , доступный по лицензии Academic Free , также включает реализацию Sugarscape. [11]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Эпштейн, Джошуа М .; Экстелл, Роберт (11 октября 1996 г.). Растущие искусственные общества: социальная наука снизу вверх . Издательство Брукингского института. стр. 224 . ISBN 978-0-262-55025-3 .
- ^ «Сахарный ландшафт — растущие искусственные общества, основанные на агентах» . СоурсФордж . Проверено 7 ноября 2010 г.
- ^ «Агенты за работой» . Взгляд ИТ-директора . 1 (27): 43. 1 июня 2003 г. ISSN 1535-0096 . Проверено 11 ноября 2010 г. (Получено из ABI/Inform, идентификатор документа: 347271391)
- ^ Jump up to: а б «Репликация сахарного пейзажа — Лестерский университет» . Архивировано из оригинала 19 июня 2012 г. Проверено 18 января 2011 г.
- ^ «Руководство разработчика модели Ascape» . СоурсФордж . Проверено 9 ноября 2010 г.
- ^ «Модели сообщества пользователей NetLogo: Sugarscape» . Проверено 9 ноября 2010 г.
- ^ «Сахарный пейзаж» . Университет Лестера . Архивировано из оригинала 2 октября 2017 г. Проверено 19 января 2011 г.
- ^ Гилберт, Найджел; Бэнкс, Стивен (2002). «Платформы и методы агентного моделирования» (PDF) . Труды Национальной академии наук . 99 (3): 7197–7198. Бибкод : 2002PNAS...99.7197G . дои : 10.1073/pnas.072079499 . ПМК 128584 . ПМИД 12011398 .
- ^ Д'Суза, Рошан М.; Лысенко, Микола; Рахмани, Кейван (2007). «SugarScape на стероидах: интерактивное моделирование более миллиона агентов» (PDF) . Материалы конференции Agent2007 . Чикаго, Иллинойс. (См. также: слайды презентации )
- ^ «Sugarscape: Агентное моделирование — Демонстрационный проект Wolfram» . Вольфрам . Проверено 18 января 2011 г.
- ^ Бигби, Энтони; Чоффи-Ревилла, Клаудио; Люк, Шон (2007). Терано, Т.; Кита, Х.; Дегучи, Х.; и др. (ред.). «Репликация Sugarscape с использованием MASON» (PDF) . Агентные подходы в сложных экономических и социальных системах IV: Пост-материалы международного семинара AESCS 2005 . Токио: Спрингер.