Sesión 1: Modelación Basada en Agentes

La modelación basada en agentes (MBA) es una metodología ampliamente utilizada en el estudio de sistemas complejos. Estos modelos se conforman de colecciones de agentes que interactúan con el entorno a través del tiempo. La MBA usa el enfoque bottom-up, se considera a los agentes de manera individual con la flexibilidad de establecer características particulares y relaciones con otros agentes y el entorno. De manera global se genera nueva información que son caracterizadas en nuevas propiedades del sistema, las cuales no son deducidas de los objetos constituyentes del sistema.

La MBA es adecuada para modelar fenómenos colectivos (muchos agentes interactuando) y descentralizados (sin un aparente líder o guía). La agregación de agentes permite observar dinámicas de autoorganización, de emergencia de patrones y comportamientos en una escala de organización superior.

En esta sesión se presentarán cuatro modelos representativos para analizar su definición y estudiar su propiedades dinámicas.


Las ciencias de la complejidad, estudian la forma en que grandes conjuntos de componentes - interactuando localmente entre si - pueden espontáneamente auto-organizarse y presentar estructuras globales y comportamientos no-triviales a mayores escalas, sin intervención externa, autoridad central o líderes que determinen el comportamiento colectivo. Las propiedades del todo pueden no ser entendidas o predichos a partir del conocimiento total de cada una de sus partes. Las colecciones de elementos que presentan estas propiedades es un sistema complejo, y requiere de nuevos marcos matemáticos y métodos científicos para ser estudiado.
- Complejidad Explicada



En los 70’s, John H. Conway, matemático británico, propuso uno de los autómatas celulares más estudiados, LIFE o también conocido como el Juego de la Vida. Este modelo fue popularizado por primera vez por Martin Gardner en su columna de juegos matemáticos de la revista Scientific American. El modelo se desarrolla en una retícula donde se ejecutan un conjunto de reglas muy simples que consisten en actualizar el estado de cada una de las celdas a partir de la información de las celdas vecinas. Estas reglas de carácter local generan una gran diversidad de comportamientos de manera global, en otras palabras, reglas simples generan un comportamiento complejo. En esta actividad estudiaremos algunos de los patrones y dinámicas que generan.


El economista Thomas Schelling, premio nobel de Economía en 2005 por sus aportaciones en el entendimiento de la cooperación y el conflicto, propuso un modelo para estudiar la segregación de grupos a través las decisiones individuales fomentadas por la preferencia de vivir con personas del mismo grupo. En sus resultados mostró que dos grupos de personas pueden cambiar el entorno a un patrón altamente segregado sin una organización preestablecida. Su trabajo es relevante en el contexto de la modelación basada en agentes ya que las personas ejecutan reglas locales simples de interacción, tratan de satisfacer las restricciones que imponen en el entorno, y de manera autoorganizada surgen patrones globales de segregación. En esta actividad se explorará diversos comportamientos del sistema con la estrategia de variación de parámetros.



El problema trata de la estimación del número de asistentes a un bar realizado por un grupo de personas (agentes), los cuales, tiene que decidir si asisten o no a dicho bar, el lugar es disfrutable si no se encuentra saturado de personas. La parte central es la toma de decisión de cada agente utilizando el razonamiento inductivo en un entorno cambiante. El agente tiene una memoria y un cierto número de estrategias para tomar su decisión, además, no hay comunicación entre agentes, bajo este esquema ¿los agentes podrán llegar a predecir la cantidad de asistencia al bar? ¿qué dinámica podrá generarse a lo largo del tiempo?



El modelo se basa en un proyecto interdisciplinario que describe los procesos complejos de uso de suelo y reconversión de la tierra en sectores periféricos del sudeste de Michigan, basado en dos modelos conceptuales, uno que describe la evolución de la forma urbana como consecuencia de las preferencias residenciales y el otro que describe el cambio en la ocupación del suelo en un municipio urbano como consecuencia de las preferencias residenciales, las políticas locales y la diversidad de formas de desarrollo.