Szociális szimuláció - Social simulation

Videojáték -alkalmazásokkal kapcsolatban lásd: Szociális szimulációs játék .

A társadalmi szimuláció olyan kutatási terület, amely számítási módszereket alkalmaz a társadalomtudományok kérdéseinek tanulmányozására . A feltárt kérdések közé tartoznak a számítási jog , a pszichológia , a szervezeti magatartás , a szociológia , a politológia, a közgazdaságtan , az antropológia, a földrajz, a mérnöki tudomány , a régészet és a nyelvészet problémái ( Takahashi, Sallach & Rouchier 2007 ).

A társadalmi szimuláció célja, hogy átlépje a szakadékot a társadalomtudományokban használt leíró megközelítés és a természettudományokban alkalmazott formális megközelítés között, a középpontba helyezve a társadalmi valóságot építő folyamatokat/mechanizmusokat/viselkedést.

A társadalmi szimulációban a számítógépek ezen mechanizmusok végrehajtásával támogatják az emberi érvelési tevékenységeket. Ez a terület a társadalmak mint bonyolult nemlineáris rendszerek szimulációját tárja fel , amelyeket klasszikus matematikai egyenlet-alapú modellekkel nehéz tanulmányozni. Robert Axelrod a társadalmi szimulációt a tudomány harmadik módjának tekinti, amely különbözik mind a deduktív, mind az induktív megközelítéstől; olyan adatok előállítása, amelyek induktív módon elemezhetők, de szigorúan meghatározott szabályrendszerből származnak, nem pedig a valós világ közvetlen méréséből. Így egy jelenség szimulálása hasonlít a létrehozásához - mesterséges társadalmak felépítéséhez. Ezeket az ambiciózus célokat számos kritika érte .

A társadalomtudományok társadalmi szimulációs megközelítését három regionális szövetség támogatja, és koordinálja: az ESSA for Europe, Észak -Amerika (újjászerveződik az új CSSS néven) és a PAAA Pacific Asia .

Történelem és fejlődés

Az ügynök-alapú modell története a Von Neumann-gépre vezethető vissza , amely elméleti gép képes önmagát reprodukálni. A von Neumann által javasolt eszköz pontosan részletes utasításokat követne, hogy elkészítse saját másolatát. A koncepciót ezután von Neumann barátja, Stanislaw Ulam , szintén matematikus javította ; Ulam azt javasolta, hogy a gépet papírra építsék, cellák gyűjteményeként a rácson. Az ötlet vonzotta von Neumann -t, aki elkészítette - megalkotta az első olyan eszközt, amelyet később cellás automatáknak neveztek .

Egy másik javulást John Conway matematikus hozott . Ő építette a jól ismert Életjátékot . A von Neumann-féle géppel ellentétben a Conway-féle Életjáték egyszerű szabályokkal működtethető egy virtuális világban, 2 dimenziós sakktábla formájában .

Az ügynök-alapú modell, mint a társadalmi rendszerek modelljének születését elsősorban egy informatikus, Craig Reynolds hozta létre . Megpróbálta modellezni az élénk biológiai ágensek valóságát, amelyet mesterséges életnek neveznek, ezt a kifejezést Christopher Langton alkotta meg .

Joshua M. Epstein és Robert Axtell kifejlesztették az első nagyszabású ügynökmodellt , a Sugarscape -t , hogy szimulálják és feltárják a társadalmi jelenségek, például a szezonális migráció, a szennyezés, a szexuális reprodukció, a harc, a betegségek továbbadása és még a kultúra szerepét.

Kathleen M. Carley közzétette a "Számítástechnikai szervezeti tudomány és szervezéstechnika" című dokumentumot, amely meghatározza a szimuláció szervezetekbe való beilleszkedését, létrehozott egy folyóiratot a társadalmi szimulációhoz, amelyet a szervezetekre és a komplex társadalmi-technikai rendszerekre alkalmaznak: Számítási és matematikai szervezetelmélet , és ő volt a A Számítógépes Társadalmi és Szervezeti Rendszerek Észak -Amerikai Szövetsége, amely a jelenlegi CSSSA -ba alakult át.

Nigel Gilbert Klaus G. Troitzsch -szal együtt publikálta az első tankönyvet a társadalmi szimulációról: szimuláció a társadalomtudósnak (1999), és létrehozta legrelevánsabb folyóiratát: a Journal of Artificial Societies and Social Simulation .

Újabban Ron Sun kifejlesztett olyan módszereket, amelyek az ügynök-alapú szimulációt az emberi megismerés modelljeire alapozzák, kognitív társadalmi szimuláció néven (lásd: Sun 2006 )

Témák

Íme néhány mintatéma, amelyeket társadalmi szimulációval vizsgáltunk:

Szimuláció és modellezés típusai

A társadalmi szimuláció utalhat a társadalmi dinamika megértésének stratégiáinak általános osztályára, számítógépek segítségével a társadalmi rendszerek szimulálására. A társadalmi szimuláció lehetővé teszi az eredmények lehetőségeinek szisztematikusabb megtekintését.

A társadalmi szimulációnak négy fő típusa létezik:

  1. Rendszerszintű szimuláció.
  2. Rendszerszintű modellezés.
  3. Ügynök-alapú szimuláció.
  4. Ügynök-alapú modellezés.

A szociális szimulációs eshetnek rovatában számítási szociológia , amely egy közelmúltban kifejlesztett ága szociológia hogy felhasználási számítás hogy elemezze a társadalmi jelenségeket. A számítási szociológia alapfeltevése a számítógépes szimulációk ( Polhill & Edmonds 2007 ) kihasználása a társadalmi elméletek felépítésében. Ez magában foglalja a szociális ügynökök megértését , az ezen ügynökök közötti interakciót és ezen interakciók társadalmi aggregátumra gyakorolt ​​hatását. Bár a társadalomtudomány tárgyai és módszerei eltérnek a természettudományoktól vagy a számítástechnikától , a kortárs társadalmi szimulációban használt megközelítések közül több olyan területről származik, mint a fizika és a mesterséges intelligencia .

Rendszerszintű szimuláció

A rendszerszintű szimuláció (SLS) a társadalmi szimuláció legrégebbi szintje. A rendszerszintű szimuláció a helyzet egészét vizsgálja. Ez a társadalmi helyzetekre vonatkozó elméleti kitekintés sokféle információt használ annak meghatározására, hogy mi történjen a társadalommal és tagjaival, ha bizonyos változók jelen vannak. Ezért a konkrét változók bemutatásával a társadalomnak és tagjainak bizonyos választ kell adniuk az új helyzetre. Ezen az elméleti szimuláción való navigálás lehetővé teszi a kutatók számára, hogy fejlett ötleteket fejlesszenek ki arról, hogy mi fog történni bizonyos változók alatt.

Például, ha a NASA rendszerszintű szimulációt végezne, akkor a szervezet számára előnyös lenne , ha költséghatékony kutatási módszert kínálna a szimuláció navigálásához. Ez lehetővé teszi a kutató számára, hogy végigkísérje az adott szimuláció virtuális lehetőségeit, és biztonsági eljárásokat dolgozzon ki , és bizonyított tényeket állítson elő egy adott helyzet alakulásáról. ( Nemzeti kutatás 2006 )

Rendszerszintű modellezés

A rendszerszintű modellezés (SLM) célja, hogy konkrétan megjósolja (ellentétben a rendszerszintű szimuláció általánosításával az előrejelzésben), és közvetítsen szinte bármilyen cselekvést, viselkedést vagy más elméleti lehetőséget szinte bármely személy, tárgy, konstrukció és hasonlók között egy rendszeren belül, nagyszámú matematikai egyenletek és számítógépes programozás modellek formájában.

A modell egy konkrét dolog ábrázolása, kezdve a tárgyaktól és emberektől a matematikai egyenleteken keresztül létrehozott szerkezetekig és termékekig, és számítógépek segítségével úgy vannak megtervezve, hogy képesek legyenek helytállni, mint a tanulmányban említett dolgok. A modellek lehetnek egyszerűek vagy összetettek, attól függően, hogy melyikre van szükség; a modelleket azonban egyszerűbbnek kell tekinteni, mint amit képviselnek, miközben reálisan hasonlóak maradnak a pontos használat érdekében. Ezek olyan adatgyűjteményből épülnek fel, amelyet számítástechnikai nyelvekre fordítanak le, amelyek lehetővé teszik számukra, hogy képviseljék a kérdéses rendszert. Ezeket a modelleket, akárcsak a szimulációkat, arra használjuk, hogy jobban megértsük a különböző dolgok konkrét szerepeit és cselekedeteit, hogy megjósoljuk a viselkedést és hasonlókat.

Ügynök-alapú szimuláció

Az ügynök-alapú szociális szimuláció (ABSS) abból áll, hogy különböző társadalmakat modelleznek mesterséges ágensek után (skálánként változó), és számítógépes szimulált társadalomba helyezik őket, hogy megfigyeljék az ügynökök viselkedését. Ezekből az adatokból lehet megismerni a mesterséges szerek reakcióit, és lefordítani azokat a nem mesterséges szerek és szimulációk eredményeire. Az ABSS három fő területe az ügynök-alapú számítástechnika, a társadalomtudomány és a számítógépes szimuláció.

Az ügynök-alapú számítás a modell és az ügynökök tervezése, míg a számítógépes szimuláció a modellben szereplő ügynökök és az eredmények szimulációjának része. A társadalomtudomány a tudományok és a modell társadalmi része. Itt fejlesztik és teoretizálják a társadalmi jelenségeket. Az ABSS fő célja modellek és eszközök biztosítása a társadalmi jelenségek ügynök-alapú szimulációjához. Az ABSS segítségével különböző eredményeket fedezhetünk fel olyan jelenségeknél, amelyeknél a valós életben nem láthatjuk az eredményeket. Értékes információkkal szolgálhat számunkra a társadalomról és a társadalmi események vagy jelenségek eredményeiről.

Ügynök-alapú modellezés

Az ügynök-alapú modellezés (ABM) egy olyan rendszer, amelyben az ügynökök egymástól függetlenül kölcsönhatásba lépnek a hálózatokon. Minden egyes ügynök felelős különböző viselkedésekért, amelyek kollektív viselkedést eredményeznek. Ezek a viselkedések összességében segítenek meghatározni a hálózat működését. Az ABM az emberi társadalmi interakciókra összpontosít, és arra, hogy az emberek hogyan működnek együtt és kommunikálnak egymással anélkül, hogy egyetlen „csoportos elme” lenne. Ez lényegében azt jelenti, hogy hajlamos az emberek (ágensek) közötti interakciók következményeire összpontosítani egy populációban. A kutatók jobban megértik az ilyen típusú modellezést, ha ezeket a dinamikákat kisebb, lokalizáltabb szinten modellezik. Lényegében az ABM segít jobban megérteni az emberek (ügynökök) közötti kölcsönhatásokat, akik viszont befolyásolják egymást (válaszként ezekre a hatásokra). Egyszerű egyéni szabályok vagy cselekvések koherens csoportviselkedést eredményezhetnek . Ezeknek az egyéni cselekményeknek a változásai hatással lehetnek a kollektív csoportra bármely adott populációban.

Az ügynök-alapú modellezés kísérleti eszköz az elméleti kutatásokhoz. Lehetővé teszi az összetettebb egyéni viselkedések kezelését, például az alkalmazkodást. Összességében az ilyen típusú modellezés révén az alkotó vagy kutató célja az ügynökök viselkedésének és a közöttük zajló kommunikációnak a modellezése annak érdekében, hogy jobban megértsük, hogyan hatnak ezek az egyéni interakciók az egész populációra. Lényegében az ABM a különböző globális minták modellezésének és megértésének módja.

Jelenlegi kutatás

Számos jelenlegi kutatási projekt létezik, amelyek közvetlenül a modellezéshez és az ügynök-alapú szimulációhoz kapcsolódnak, az alábbiakban egy rövid áttekintéssel.

  • A "Generative e-Social Science for Socio-Spatial Simulation" (GENESIS) az Egyesült Királyság Nemzeti e-Társadalomtudományi Központjának kutatási csomópontja, amelyet az Egyesült Királyság Kutatási Tanácsa, az ESRC finanszíroz . További részletekért lásd: GENESIS weboldal és blog .
  • A "National e-Infrastructure for Social Simulation" (NeISS) egy brit székhelyű projekt, amelyet a JISC finanszíroz . További részletekért lásd: NeISS weboldalak .
  • A "Hálózati modellek kormányzása és a K + F együttműködési hálózatok" vagy (NEMO) egy kutatóközpont, amelynek fő célja a tipikus funkciókhoz szükséges hálózati struktúrák létrehozásának módjainak felmérése és értékelése; (pl. tudás, létrehozás, átadás és elosztás.) Ez a kutatás végső soron segítséget nyújt a politikai döntéshozóknak minden politikai szinten abban, hogy javítsák a hálózati alapú politikai eszközök hatékonyságát és hatékonyságát az európai tudásalapú gazdaság előmozdításában.
  • Az "ügynök-alapú piaci és fogyasztói magatartás szimulációk" egy másik kutatócsoport, amelyet az Unilever Corporate Research finanszíroz. A jelenleg folyó kutatás azt vizsgálja, hogy az ügynök-alapú szimulációk mennyire hasznosak a fogyasztói magatartás modellezésében, és megmutatják, milyen potenciális értéket és betekintést nyújthat a régóta bevált marketingmódszerekhez.
  • Az "Új és új világmodellek egyéni, evolúciós és társadalmi tanulás útján" vagy (Új kapcsolatok) egy hároméves projekt, amely végül egy ügynök-alapú szimuláció által kifejlesztett virtuális társadalmat hoz létre. A projekt egy szimulált társadalmat fog kifejleszteni, amely képes feltárni a környezetet, és kölcsönhatás útján kialakítani saját képét erről a környezetről és a társadalomról. A kutatási projekt célja, hogy a szimulált társadalom egyéni tanulást , evolúciós tanulást és társadalmi tanulást mutasson be .
  • Bruch és Mare projekt környékén szegregáció : A tanulmány célja az, hogy kitaláljuk, az indokolást a szegregáció alapuló verseny , és kitalálni, hogy a fordulópont , vagy amikor az emberek egyre kényelmetlen az integráció szintje a saját szomszédságában, és úgy dönt, hogy meneküljenek a környékről. Felállítottak egy modellt flash kártyák segítségével, és az ügynök házát középre helyezték, és különböző fajok házait tették körül az ügynök háza körül. Megkérdezték az embereket, mennyire érzik jól magukat különböző helyzetekben; ha rendben voltak az egyik helyzettel, a másikat kérdezték, amíg a környék teljesen be nem épült. Bruch és Mare eredményei azt mutatták, hogy a fordulópont 50%-os. Amikor egy környék 50% -ban kisebbségben és 50% -ban fehér lett, mindkét faj emberei kezdtek kényelmetlenné válni, és a fehérek menekülni kezdtek. Az ágens-alapú modellezés használata megmutatta, hogy mennyire hasznos lehet a szociológia világában, az embereknek nem kellett válaszolniuk, hogy miért válnak kényelmetlenné, éppen melyik helyzetben kényelmetlenek.
  • A MAELIA Program (Multi-Agent Emergent Norms Assessment) egy olyan projekt, amely a természeti erőforrás, ebben az esetben a víz felhasználói és kezelői közötti kapcsolatokkal, valamint az ezeken belül felépítendő normákkal és törvényekkel foglalkozik (egyezmények) ill. más szereplők (intézmények) kényszerítik rájuk. A projekt célja az, hogy létrejöjjön egy általános multiscale platform, amely a tervek szerint foglalkozni vízkonfliktust rokon kérdéseket.
  • A Mosi-Agil projekt egy négyéves program, amelyet a Madridi Autonóm Régió finanszíroz a MOSI-AGIL-CM program keretében (S2013/ICE-3019 támogatás, az EU Strukturális Alapjai FSE és FEDER társfinanszírozásával). Célja olyan ismeretek és gyakorlati eszközök létrehozása, amelyek szükségesek a nagy létesítményekben tartózkodók viselkedésének hatékonyabb kezeléséhez. Ezért a projekt tanulmányozza a környezeti intelligencia és az intelligens környezetek fejlesztését az ügynök-alapú szociális szimuláció használatával.

Az ügynök-alapú modellezés a leghasznosabb abban, hogy hidat nyújtson a mikro- és a makroszint között, ami nagy része annak, amit a szociológia tanulmányoz. Az ügynök-alapú modellek a legalkalmasabbak a központi koordinációt nélkülöző folyamatok tanulmányozására, beleértve azoknak az intézményeknek a megjelenését, amelyek létrejötte után felülről lefelé rendelnek el. A modellek arra összpontosítanak, hogy az egyszerű és kiszámítható helyi interakciók hogyan hoznak létre ismerős, de rendkívül részletes globális mintákat, például a normák kialakulását és a kollektív cselekvésben való részvételt . Michael W. Macy és Robert Willer kutatott egy friss felmérés az alkalmazások és megállapította, hogy két fő probléma ágens-alapú modellezés a önszerveződése a társadalmi struktúra és a megjelenése a társadalmi rend ( Macy & Willer 2002 ). Az alábbiakban röviden ismertetjük azokat a problémákat, amelyekről Macy és Willer úgy vélik, hogy léteznek;

  1. " Felmerülő struktúra . Ezekben a modellekben az ügynökök megváltoztatják a helyüket vagy viselkedést a társadalmi hatásokra vagy a kiválasztási nyomásra reagálva . Az ügynökök differenciálatlanul kezdhetnek, majd megváltoztathatják a helyet vagy a viselkedést, hogy elkerüljék a különbözést vagy elszigeteltséget (vagy bizonyos esetekben túlzsúfoltságot). Ahelyett, hogy homogenitást hoznának létre, ezek a konformista döntések összevonva globális kulturális differenciálódási, rétegződési és homofil csoportosulási mintákat hoznak létre a helyi hálózatokban. Más tanulmányok megfordítják a folyamatot, kezdve egy heterogén populációval és befejezve a konvergenciát: koordináció, diffúzió és a normák, konvenciók, újítások és technológiai szabványok hirtelen összeomlása. "
  2. " Kialakuló társadalmi rend . Ezek a tanulmányok azt mutatják, hogy az egoista alkalmazkodás hogyan vezethet sikeres kollektív cselekvéshez, akár altruizmus, akár globális (felülről lefelé irányuló) ellenőrzés nélkül. Számos tanulmány kulcsfontosságú megállapítása, hogy a bizalom, az együttműködés és a kollektív cselekvés életképessége döntően függ az interakció beágyazottságáról. "

Ezek a példák egyszerűen megmutatják környezetünk összetettségét, és hogy az ügynök-alapú modelleket úgy tervezték, hogy feltárják a minimális feltételeket, a legegyszerűbb feltételezéseket az emberi viselkedésre vonatkozóan, amelyek szükségesek ahhoz, hogy egy adott társadalmi jelenség magasabb szintű szervezetben jelenjen meg.

Kritikák

Létrehozása óta a számítógépes társadalmi szimuláció gyakorlati kritikákat és pontosságot ért. A társadalmi szimulációnak az a komplex egyszerűsítése, hogy olyan modelleket alkosson, amelyekből jobban megérthetjük az utóbbit, néha visszalépésnek tekinthető, mivel a meglehetősen egyszerű modellek használata a valós élet számítógépekkel történő szimulálására nem mindig a legjobb módja a viselkedés előrejelzésének.

Úgy tűnik, hogy a legtöbb kritika az ügynök-alapú modelleket és szimulációkat célozza, és azok működését:

  1. A szimulációk, mivel matematikai interfészekből készültek, túlságosan egyszerű módon jósolják meg az emberi viselkedést , tekintettel az emberiség összetettségére és tetteinkre.
  2. A szimulációk nem tudják felvilágosítani a kutatókat arról, hogy az emberek hogyan lépnek kapcsolatba vagy viselkednek a modelljükbe nem programozott módon. Emiatt a szimulációk hatóköre korlátozott, mivel a kutatóknak már tudniuk kell, hogy mit fognak találni (bizonyos mértékig, mert nem találnak semmit, amit maguk nem helyeztek el a modellben), legalább homályosan, esetleg torzítva az eredményeket .
  3. A mérések összetettsége miatt a szimulációkat elfogulatlan módon kell elemezni; azonban a modell egy előre elkészített utasításkészleten fut, amelyet egy modellező kódolt bele, a torzítások szinte univerzálisan léteznek.
  4. Rendkívül nehéz és gyakran nem praktikus megpróbálni összekapcsolni a szimuláció által létrehozott absztrakt világ megállapításait és összetett társadalmunkat és annak minden variációját.

A társadalmi szimulációban dolgozó kutatók azt válaszolhatják, hogy a társadalomtudományok versengő elméletei sokkal egyszerűbbek, mint a szimulációval elért elméletek, és ezért sokkal erősebben szenvednek a fent említett hátrányoktól. Egyes társadalomtudományi elméletek általában lineáris modellek, amelyek nem dinamikusak, és általában kis laboratóriumi kísérletekből következtetnek (a laboratóriumi tesztek a leggyakoribbak a pszichológiában, de ritkák a szociológiában, a politológiában, a közgazdaságtanban és a földrajzban). Az ágensek populációinak viselkedését ezen modellek alapján ritkán tesztelik vagy igazolják az empirikus megfigyelésekkel szemben.

Lásd még

Hivatkozások

  1. ^ Hughes, HPN; Clegg, CW; Robinson, MA; Crowder, RM (2012). "Ügynök-alapú modellezés és szimuláció: A lehetséges hozzájárulás a szervezetpszichológiához". Journal of Occupational and Organizational Psychology . 85 (3): 487–502. doi : 10.1111/j.2044-8325.2012.02053.x .
  2. ^ a b Crowder, RM; Robinson, MA; Hughes, HPN; Sim, YW (2012). "Ügynök-alapú modellezési keretrendszer kifejlesztése mérnöki csapatmunka szimulálására". IEEE tranzakciók rendszerekről, emberről és kibernetikáról - A rész: Rendszerek és emberek . 42 (6): 1425–1439. doi : 10.1109/TSMCA.2012.2199304 .
  3. ^ Robert Axelrod (1986): A normák evolúciós megközelítése
  4. ^ Felix Flentge, Daniel Polani és Thomas Uthmann (2001) A birtoklási normák kialakulásának modellezése mémek segítségével
  5. ^ Alexander Staller és Paolo Petta (2001): Bevezetés az érzelmekbe a társadalmi normák számítási tanulmányába: Első értékelés
  6. ^ Lásd Martin Neumann (2008): Homo Socionicus: esettanulmány a normaszimulációs modellekről a közelmúltbeli (2008 -as) kutatás áttekintéséhez.
  7. ^ José Castro Caldas és Helder Coelho (1999): Az intézmények eredete: társadalmi-gazdasági folyamatok, választás, normák és konvenciók
  8. ^ Dan Miodownik, Britt Cartrite és Ravi Bhavnani (2010): A replikáció és a dokkolás között: "Adaptív ügynökök, politikai intézmények és polgári hagyományok"
  9. ^ Christian Hahn, Bettina Fley, Michael Florian, Daniela Spresny és Klaus Fischer (2007): Social Reputation: a Mechanism for Flexible Self-Regulation of Multiagent Systems
  10. ^ JASSS vol. 14: Külön fejezet: A tudomány társadalmi folyamatainak szimulálása
  11. ^ Sung-youn Kim (2011): A Political Judgetment A Model: An Agent-Based Simulation of Candidate Evaluation
  12. ^ Ramzi Suleiman és Ilan Fischer (2000) Amikor sokan döntenek: A delegálási módszerek hatása az együttműködésre a szimulált csoportközi konfliktusokban
  13. ^ Marie-Edith Bissey, Mauro Carini és Guido Ortona (2004) ALEX3, szimulációs program a választási rendszerek összehasonlítására

Külső linkek