2 Modelacion Basada en Agentes

2.1 ¿Qué es la Modelación basada en Agentes?

Históricamente,la complejidad de los modelos científicos ha estado limitada por la capacidad de cálculo y la tecnología del momento, cuando el cálculo diferencial era el único enfoque que se tenía para modelar, teníamos que mantener modelos lo suficientemente simples para “resolverlos” analíticamente. Con la simulación por computador,poco a poco se eliminan estas limitaciones y entonces podemos abordar problemas que requieren modelos que están menos simplificados e incluyen más características de los sistemas reales. Los MOBAs no corresponden a modelos matemáticos ecuacionales con soluciones analíticas sino que npertenecen a modelos que son simulados y visualizados en el computador,en lugar de describir un sistema solo con variables que representan el estado de todo el sistema, modelamos sus agentes individuales con sus comportamientos. Los MOBA son, por lo tanto, modelos en los que los individuos o agentes se describen como únicos y autónomos, entidades que generalmente interactúan entre sí y con su entorno local. Los agentes pueden ser organismos, seres humanos, empresas, instituciones o cualquier otro tipo de entidad que intenta lograr un objetivo . Los agentes de un mismo tipo, generalmente son diferentes entre sí en características como tamaño, ubicación, consumo de recursos etc… Interactuar localmente significa que los agentes usualmente no interactuan con todos los demás agentes sino solo con sus vecinos en el espacio geográfico o en algún otro tipo de “espacio” como una red. Ser autónomo implica que los agentes actuan independientemente el uno del otro y persiguen sus propios objetivos. Los organismos se esfuerzan por sobrevivir y reproducirse, los comerciantes, en el mercado de valores, intentan ganar dinero, las empresas tienen objetivos como;: cumplir metas de ganancias ó permanecer en el negocio, las autoridades gubernamentales quieren hacer cumplir las leyes y brindar bienestar público.Por lo tanto, los agentes utilizan un comportamiento adaptativo: ajustan su comportamiento a sus estados actuales y a los de otros agentes y a su entorno. El uso de MOBAs nos permite abordar problemas relacionados con lo que se denomina emergencia: la dinámica de un sistema que surge de cómo los componentes individuales del sistema interactúan y responden entre sí y su entorno. Por lo tanto, con MOBAs podemos estudiar preguntas sobre cómo el comportamiento global de un sistema que surge de, y está vinculado a, las características y comportamientos de sus componentes individuales. ¿Qué tipo de preguntas son estas? Aquí hay unos ejemplos:

  • ¿Qué causa la dinámica compleja y aparentemente impredecible de un mercado de valores?

  • Las fluctuaciones del mercado causadas por el comportamiento dinámico de los comerciantes, la variación en el valor de las acciones, o ¿simplemente las reglas comerciales del mercado (LeBaron 2001, Duffy 2006)?

  • ¿Cómo se regula el desarrollo del tejido humano por las señales del genoma y el entorno extracelular y por comportamientos celulares como la migración, proliferación, diferenciación y muerte de las celulas ¿Cómo resultan las enfermedades de anormalidades en este sistema (Peirce et al. 2004)?

  • ¿Cómo responden las poblaciones de aves playeras a la pérdida de las marismas en las que se alimentan y cómo pueden mitigarse estos efectos de la mejor manera?(Natillas Goss et al. 2006)?

  • Qué impulsa los cambios en el uso del suelo durante la expansión urbana y cómo se ven afectados por el entorno físico y las políticas de gestión (Brown et al. 2004, Parker et al. 2003)?

2.2 Un nuevo enfoque

Los MOBAs son útiles para problemas que involucran fenómenos emergentes, los modelos emergentes son modelos “multinivel”:

lo que sucede al sistema por lo que hacen sus individuos y lo que les sucede a los individuos por lo que hace el sistema

Los MOBAs están relacionados con dos (y a veces más) niveles de un modelo, entonces debemos enfocarnos en los agentes y, al mismo tiempo, observar y comprender el comportamiento del sistema construido por ellos. Los MOBAs también son a menudo diferentes de los modelos tradicionales al ser “no simplificados”, por ejemplo al representar cómo los individuos y las variables ambientales los afectan, como varían según el espacio, el tiempo u otras dimensiones. Los MOBAS a menudo incluyen procesos que sabemos que son importantes pero que son demasiado complejos para incluirlo en modelos más simples, la capacidad de los MOBAs para abordar problemas complejos de varios niveles tiene un costo, por supuesto, el modelado tradicional requiere habilidades matemáticas, especialmente cálculo diferencial y estadística, pero para usar el modelado y la simulación basada en agentes necesitamos habilidades adicionales. Este libro le ayudará a:

  • Desarrollar Un nuevo “lenguaje” para pensar y describir modelos.

Esto porque no podemos definir Los MOBAs de la manera concisa y precisa que usan las ecuaciones diferenciales o la estadística, se necesitan un conjunto nuevo de conceptos (por ejemplo, emergencia, comportamiento adaptativo, interacción, detección) que describen los elementos importantes de los MOBAs

  • Las habilidades de software para implementar modelos

Construir modelos de computador es muy importante, para luego simular los modleos y analizarlos.

  • Estrategias para diseñar y analizar modelos.

Casi no hay límite de que tan complejo puede ser un modelo de simulación por computadora, pero si un modelo es demasiado complejo, es difícil de parametrizar, validar o analizar. Necesitamos una forma de determinar qué entidades, variables y procesos deben y no deben estar en un modelo, y necesitamos métodos par analizar un modelo, después de su construcción, para aprender sobre el sistema real.

Para los sistemas complejos que se estudian en la ciencia, solo pensar no es suficiente para deducir rigurosamente las consecuencias de nuestras suposiciones simplificadoras: tenemos que dejar que el modelo implementado en el computador nos muestre lo que sucede. Por lo tanto tenemos que iterar a través del ciclo de modelado.El modelado basado en agentes no es un enfoque completamente nuevo, ofrece muchos nuevas maneras de ver problemas viejos y nos permite estudiar de una manera original muchos problemas nuevos. De hecho, el uso de Los MOBAs es mucho más emocionante ahora que el enfoque ha madurado: los peores errores han sido cometidos y corregidos, y los MOBAS ya no se consideran raros y sospechosos, tenemos herramientas adecuadas para construir MOBAs, y las personas que deciden adoptar este enfoque pueden aprovechar de lo que los pioneros han aprendido y las herramientas que construyeron, y llegar más rápidamente a trabajar problemas interesantes. Ver Historia de los MOBAS

Hemos proporcionado las ideas fundamentales e importantes sobre MOBAs. Cada vez que se sienta frustrado con un modelo propio o de otra persona, al abordar preguntas generales como:

  • ¿Qué hace exactamente este modelo?¿Es un buen modelo o no? *¿Debo agregar este o aquel proceso a mi modelo? ¿Mi modelo está ya terminado?

Podría ser útil revisar las ideas fundamentales, que en resumen son:

  • Un modelo es una simplificación intencionada de un sistema para resolver un problema particular (o una categoría de problemas).
  • Usamos MOBAs cuando creemos que es importante que un modelo incluya a los individuos del sistema y lo que hacen
  • El modelado es un ciclo iterativo.