Az Agent-based Modeling ( ABM) egy szimulációs módszer , amely feltárja a decentralizált ügynökök viselkedését, és azt, hogy ez a viselkedés hogyan határozza meg a teljes rendszer egészének viselkedését. A rendszerdinamikával ellentétben az elemző egyéni szinten határozza meg az ágensek viselkedését, a globális viselkedés pedig sok ágens tevékenységének eredményeként alakul ki (alulról felfelé irányuló modellezés).
Az ágens-alapú modellezés magában foglalja a sejtautomatákat , a játékelmélet elemeit, az összetett rendszereket, a többügynök-rendszereket és az evolúciós programozást, a Monte Carlo-módszereket, véletlen számokat használ.
Az első ügynök alapú modellt az 1940 -es évek végén fejlesztették ki . Ezt követően a mikroszámítógépek fejlesztése hozzájárult ennek az iránynak a továbbfejlesztéséhez és a számítógépes szimulációk lebonyolításának lehetőségéhez.
Az ágens alapú modellek mögött meghúzódó fő gondolat egy „számítási eszköz” felépítése (amely bizonyos tulajdonságokkal rendelkező ágensek halmaza), amely lehetővé teszi valós jelenségek szimulálását. Az ABM létrehozási folyamatának végső célja a mikroszinten ható ágensek fluktuációinak makroszintű mutatóira gyakorolt hatásának nyomon követése.
Általánosan elfogadott, hogy az ágens-alapú modellek Neumann János számítógépeiből származnak, amelyek önreprodukcióra képes elméleti gépek . Neumann János olyan gépek használatát javasolta, amelyek részletes utasításokat követnek, hogy pontos másolatokat készítsenek magukról. Ezt a megközelítést később továbbfejlesztette Neumann barátja , Stanislav Ulam , aki azt javasolta, hogy az autót papíron ábrázolják, mint cellák egy rácson. Ez a megközelítés volt a sejtautomaták fejlődésének kezdete .
A sejtautomata leghíresebb megvalósítása a John Horton Conway által javasolt " Life " játék volt, amely az ügynökök viselkedésére vonatkozó meglehetősen egyszerű szabályokban különbözik a Neumann-géptől .
Az AOM társadalmi rendszerekben való alkalmazása Craig Reynolds programozó munkájából ered , amelyben élő biológiai ágensek tevékenységét próbálta szimulálni (a "Mesterséges élet" modell).
Az ügynök alapú modellek három fő gondolaton alapulnak:
A domináns módszertani megközelítés az a megközelítés, amelyben egy sok ágenst tartalmazó rendszer egyensúlyát vagy pszeudoegyensúlyát számítják ki. Ugyanakkor maguk a modellek egyszerű viselkedési szabályokat alkalmazva igen érdekes eredményeket produkálhatnak.
Az ABM-ek bizonyos szabályok szerint dinamikusan együttműködő ügynökökből állnak . A környezet, amelyben kölcsönhatásba lépnek, meglehetősen összetett lehet.
Intelligencia. Ugyanakkor ennek a tulajdonságnak mérsékeltnek kell lennie, hogy az ügynökök ne tanulhassanak meg többet, ami túlmutat a játékszabályokon.
Legyen életcélja. Helyezés időben és térben. Ez valamilyen "élőhelyre" utal, amely mind egy rács formájában (mint az " Élet " játékban), mind egy sokkal összetettebb szerkezet formájában ábrázolható. Néha az "élőhelyen" lévő ágensek kölcsönhatásának eredménye egy egyensúlyi állapot, néha - egy folyamatos evolúciós folyamat , néha pedig - egy végtelen körforgás, határozott megoldás nélkül.
Az AOM-okat a hagyományos elemzési módszerek kiegészítőjének tekintik . Ez utóbbi lehetővé teszi a rendszer egyensúlyának jellemzését , az AOM pedig lehetővé teszi egy ilyen állapot elérésének lehetőségét. Az AOM meg tudja magyarázni az olyan jelenségek okait, mint: terrorszervezetek , háborúk , tőzsdekrachok stb.
Ideális esetben az ABM-ek segíthetnek azonosítani a kritikus időpontokat, amelyek után a vészhelyzeti következmények visszafordíthatatlanok lesznek.
Az 1990-es évek közepe óta az AOM -t számos kereskedelmi és technológiai probléma megoldására használták. Példák a feladatokra:
Ezekben és más alkalmazásokban a viselkedési stratégiákat az egyes atomi ágensek halmazának viselkedését és kölcsönhatásait figyelembe véve határozzák meg. Így az AOM segíthet az ágensek egyéni viselkedésének a teljes rendszer evolúciójára gyakorolt hatásának tanulmányozásában.
Az AOM fejlesztésének egyik programja az ingyenes NetLogo alkalmazás . A NetLogo-t eredetileg oktatási eszköznek fejlesztették ki, de mára már nem csak diákok, hanem kutatók ezrei is használják. Ezt a programot gyakran használják az egyetemeken, hogy megtanítsák a hallgatóknak az AOM alapjait. A StarLogo program hasonló funkciókkal rendelkezik .
Az ABM területén szélesebb körű feladatok megvalósításának eszköze a Swarm program . Az Objective-C programozási nyelvet használja, és nem csak profiknak, hanem kezdőknek is ajánlható C programozóknak. A Swarm környezetben Java nyelven is programozhat . Megjegyezünk még néhány programot: MASON , Repast ( Java használatos ), EcoLab ( C++ használatos ), Cormas ( SmallTalk használatos ).
Programok