Sugarscape - Sugarscape

Web pro mládež viz Sugarscape.com.

Sugarscape je model pro uměle inteligentní agent sociální simulace dodržování některých nebo všech pravidel předložených Joshua M. Epstein & Robert Axtell ve své knize Rostoucí umělé společnosti.[1]

Původ

Základy modelů Sugarscape lze vysledovat až k University of Maryland kde ekonom Thomas Schelling představil svůj příspěvek s názvem Modely segregace.[2] Psáno v roce 1969, Schelling a zbytek sociální prostředí Modelové bratrství mělo své možnosti omezené nedostatkem adekvátní výpočetní síly a použitelným programovacím mechanismem, který plně rozvinul potenciál jejich modelu.

John Conway "agentská simulace"Hra o život „byl vylepšen a aplikován na Schellingův původní nápad od Joshua M. Epstein a Robert Axtell ve své knize Rostoucí umělé společnosti. Aby demonstrovali svá zjištění v oblasti simulace založené na agentech, byl vytvořen model, který byl distribuován spolu s jejich knihou na CD-ROM. Koncept tohoto modelu se stal známým jako „model Sugarscape“.[1] Od té doby se název „Sugarscape“ používá pro modely založené na agentech, které používají pravidla podobná pravidlům definovaným Epsteinem a Axtellem.

Zásady

Všechny modely Sugarscape obsahují agenti (obyvatelé), životní prostředí (dvourozměrná mřížka) a pravidla upravující vzájemnou interakci agentů a životního prostředí.

Původní model předložený J. Epsteinem a R. Axtellem (považovaný za první model velkého agenta ) je založen na mřížce buněk 51x51, kde každá buňka může obsahovat různá množství cukru (nebo koření). V každém kroku se agenti rozhlížejí, hledají nejbližší buňku naplněnou cukrem, pohybují se a metabolizují. Mohou zanechat znečištění, zemřít, rozmnožovat se, zdědit zdroje, přenášet informace, obchodovat nebo si půjčovat cukr, vytvářet imunitu nebo přenášet nemoci - v závislosti na konkrétním scénáři a proměnných definovaných při sestavování modelu.

Cukr v simulaci lze chápat jako metaforu zdrojů v umělém světě, jehož prostřednictvím může zkoušející studovat účinky sociální dynamiky, jako je evoluce, rodinný stav a dědičnost na populace.[3]

Problematická může být přesná simulace původních pravidel, kterou ve své knize poskytli J. Epstein a R. Axtell[4] a není vždy možné znovu vytvořit stejné výsledky jako ty, které jsou uvedeny v Rostoucí umělé společnosti.

Implementace modelu

Model Sugarscape má několik implementací, z nichž některé jsou k dispozici jako otevřený zdroj software.

Ascape

Původní implementace byla vyvinuta v roce 2006 Ascape, Jáva software vhodný pro agentická sociální simulace. Model Sugarscape zůstává součástí vestavěné knihovny modelů distribuovaných s Ascape.[5]

NetLogo byl použit k sestavení modelů Sugarscape. Knihovna modelů NetLogo obsahuje tři scénáře Sugarscape: „Okamžitý růst“, „Konstantní růst“ a „Distribuce bohatství“. Kromě těchto tří scénářů leží model Sugarscape NetLogo od Iaina Weavera, který je součástí Knihovny modelů komunit uživatelů. „Navazuje na komunitní model NetLogo od Owena Densmora, aby zahrnoval všechna diskutovaná pravidla Rostoucí umělé společnosti s výjimkou pravidla boje (ačkoli je to triviální, přidává modelu jen malou hodnotu). “[6] Model je vybaven bohatou dokumentací[7] včetně pokynů pro úspěšnou replikaci původních pravidel Sugarscape.[4]

SugarScape na steroidech

Vzhledem k naléhavé povaze modely založené na agentech (ABM), je zásadní, aby se velikost populace v simulacích shodovala s velikostí populace dynamických systémů, které se modelují.[8] Výkon současných rámců simulace agentů však nebyl dostatečný pro zvládnutí tak velkých velikostí populace a paralelních výpočetních rámců navržených pro běh na výpočetní klastry byla omezena dostupnou šířkou pásma. Jak se výpočetní výkon zvyšuje s Moorův zákon lze očekávat nárůst velikosti a složitosti simulačních rámců. Tým R. M. D’Souzy, M. Lysenka a K. Rahmaniho z Michiganská technologická univerzita použil model Sugarscape k prokázání síly Jednotky grafického zpracování (GPU) v ABM simulacích s více než 50 aktualizacemi za sekundu s populací agentů přesahující 2 miliony.[9]

Mathematica

Jiná implementace je napsána v Mathematica.[10]

ZEDNÍK

GMU je ZEDNÍK projekt, dostupný pod Akademická bezplatná licence, zahrnuje také implementaci Sugarscape.[11]

Reference

  1. ^ A b Epstein, Joshua M.; Axtell, Robert (11. října 1996). Rostoucí umělé společnosti: sociální vědy zdola nahoru. Brookings Institution Press. str.224. ISBN  978-0-262-55025-3.
  2. ^ „Sugarscape - rostoucí umělé společnosti založené na agentech“. Sourceforge. Citováno 7. listopadu 2010.
  3. ^ „Agenti v práci“. CIO Insight. 1 (27): 43. 1. června 2003. ISSN  1535-0096. Citováno 11. listopadu 2010.(Citováno z ABI / Inform ID dokumentu: 347271391)
  4. ^ A b „Replicating Sugarscape - University of Leicester“. Archivovány od originál dne 19. 6. 2012. Citováno 18. ledna 2011.
  5. ^ „Příručka pro vývojáře modelu Ascape“. Sourceforge. Citováno 9. listopadu 2010.
  6. ^ „Modely komunity uživatelů NetLogo: Sugarscape“. Citováno 9. listopadu 2010.
  7. ^ "Sugarscape". University of Leicester. Archivovány od originál dne 02.10.2017. Citováno 19. ledna 2011.
  8. ^ Gilbert, Nigel; Bankes, Steven (2002). „Platformy a metody pro modelování založené na agentech“ (PDF). Sborník Národní akademie věd. 99 (3): 7197–7198. doi:10.1073 / pnas.072079499. PMC  128584. PMID  12011398.
  9. ^ D'Souza, Roshan M .; Lysenko, Mikola; Rahmani, Keyvan (2007). „SugarScape na steroidech: simulace více než milionu agentů interaktivním tempem“ (PDF). Sborník konference Agent2007. Chicago, Il.(Viz také: prezentační snímky )
  10. ^ „Sugarscape: Agent-Based Modeling - Wolfram Demonstations Project“. Wolfram. Citováno 18. ledna 2011.
  11. ^ Bigbee, Anthony; Cioffi-Revilla, Claudio; Luke, Sean (2007). Terano, T .; Kita, H .; Deguchi, H .; et al. (eds.). "Replikace Sugarscape pomocí MASONU" (PDF). Agent-Based Approachs in Economic and Social Complex Systems IV: Post-Proceedings of the AESCS International Workshop 2005. Tokio: Springer.

externí odkazy