朝日記240325 ２．（ その２） 解説ABM（Agent-Based-Method）報文XVI（ その２）

朝日記240325 　２．（　その２）　解説ABM（Agent-Based-Method）報文XVI（　その２）

朝日記240325 　２．（表紙　その１）　解説ABM（Agent-Based-Method）報文XVI（表紙　その１）

 

 

Framework

　　現在は異なるシステムの結合複雑系システムの開発ニーズの模索が行われている^[17][18][19]；

1. 異なるシステム間のデータ相関を使った複雑系ネットのためのABMモデル
2. 研究プロジェクトの資金投入フィージビリティのアセスメント水準のためのABMモデル

     3. 異なる科学体系の複雑ネットモデル間の比較を可能にするテンプレートとしてのABMモデル　例(DREAM)　

    4. 形式的手続きによってモデルの有効性検証をおこなえるABMモデリング　　　　例(VOMAS)

　5．その他

　　ODD (起案、設計概念、詳細設計) プロトコルのABMモデリング.^[21]

       マクロとミクロ結合モデルのABMモデリング,^[22]

       環境変化に多様に対応できるagentのABMモデリング^[23]

 

Multi-scale modelling

         スケール間での情報の調合の能力があるのはABMの強みである。したがってモデル系内のあるagentのモデルがより詳細なものとして取り込みたいときにextra detailsを書き込むことによって可能である。

デモンストレーション用にデータ総量を大きくすることが可能である。CD4+ T cells (適応免疫システムでのkey cell type),^[24] 

研究者が異なる空間（細胞間、細胞、そしてシステム）、時間、そして組織スケール（信号伝送、遺伝子制御、メタボリズム、細胞挙動、そしてサイトカイン輸送）にて起きる生物学的現象をモデル化した。結果としてモデュラーモデル、信号伝送、そして遺伝子規制が論理モデル記述され、制約条件ベースモデルによるメタボリズム、細胞群動力学がABMモデルで、そして系でのサイトカイン濃度は常微分方程式で記述された。この多スケールモデルではABMが中核的位置を占め、スケール間でのすべての情報流のストリームを差配したのである。

 

応用についてApplications

生物学In biology

以下を参照のこと；

Main article: Agent-based model in biology

防疫学　In epidemiology

Agent-basモデルはいまや防疫モデルの定番である伝統的なcompartmental モデルを補っている。ABMはその予測の精度においてcompartmentモデルを凌ぐことが証明された。^[50][51]

最近の例では CovidSim[1]のようなABMsがSARS-CoV-2.[2]の広がりに対して防疫学者 Neil Fergusonによって公衆健康への（非薬学的な）介入として公告された実績がある。^[52] 

防疫分野でのABMｓは単純化と非現実的仮定に対して批判を受けている。^[53][54] 

 

ビジネス、技術そしてネットワーク理論

In business, technology and network theory

ABMは1990年中葉以降、種々のビジネスおよび技術課題を解くために使われてきた。例えば以下への応用である；マーケッティング marketing,^[61] 組織的挙動と認知、organizational behaviour and cognition,^[62] チーム活動team working,^[63]　サプライチェーン最適化 supply chain optimization および物流logistics, 消費者行動のモデリングmodeling of consumer behavior, さらに口述言語word of mouth, 　社会ネットワーク効果social network effects, 分散計算distributed computing, 作業管理workforce management, およびポートフォリオ管理 portfolio managementである。それらはまた交通渋滞解析traffic congestion.^[64]にも使われてきた

 

 経済学と社会科学

In economics and social sciences

 Main articles: Agent-based computational economics and Agent-based social simulation

See also: Artificial financial market

2008 financial crisisの前とそのあとにおいて、ABMsが経済分析ツールとして注目されている。^[71][72]

ABMが経済がachieve equilibriumが可能であることを仮定しないこと と "representative agents"として分散、動的および介入をふくめて相互依存行動[3]をともなうagentsに置き換えたのである。

ABMが"bottom-up" approach[4]を採用し、極端な複雑で熱気に富んだ状態の経済を発生することが可能である。　

ABMsは衝突やブームをともなった不安定なシステムを表象しえている。これはわずかな変化への非線形応答[5]からの引き起こされるものである。

 

 The Economist2010年７月の記事では DSGE modelsの代替としてのABMを展望している。

journal NatureでもまたABMが金融市場と他の経済複合体を表象するのにこれまでのスタンダードよりもすぐれた仕事をしていることを特集しこの分野を励ましている。^[74]  これはJ. Doyne Farmer and Duncan Foleyの随筆であるがABMがKeynesの複雑な経済への表象願望とRobert Lucasのミクロ基礎からのモデルの構築の願望を満したことを論じている。

 

Farmer and FoleyはABMを使って経済の部分をモデル化することが進められたことを指摘した、しかし低い水準のモデルを抱えている非常に大きなモデルの生成のためには満足に至っていないようであった。^[76]

 

三つの異なる行動プロフィル―類似、反類似そして関係なしをベースにして analysts[6]の複雑なシステムをモデル化して結果　システムfinancial markets [7]は高度の精確さでシミュレートされたのであった。

結果はネットワーク構造性と株式市場指標との相関性を証明した。^[77] 

しかしながら、そのABMアプローチはモデル間でのrobustness性が欠如していることに批判を受けた、そこでは類似のモデルが非常に異なる結果を与えていた。^[78][79]

 

治水・水道管理

In water management

 

Organizational ABM: agent-directed simulation[

組織化ABM: ADS ；agent-指向シミュレーション

ADSは二つのカテゴリーを目指す；

"Systems for Agents"

このシステムを実際に適用する；工学技術、人間と社会ダイナミックス^[8]、軍事応用その他

"Agents for Systems."^[86]

このagentsを実際に適用する；工学技術、人間と社会ダイナミックス[9]、軍事応用その他

 

自動運転車　（省略）

Self-driving cars（省略）

 

実施

Implementations（省略）

 

統合化、他のモデリング形式との

Integration with other modeling forms（省略）

 

証明性と有効性Verification and validation

シミュレーションモデルの証明と認証Verification and validation (V&V)は極度に重要である。^[101][102] 　

認証というのは実施モデルが概念モデルとマッチすることの確かさを確保することを含む、ここでは認証は実施モデルが現実世界とのしかるべき関係性をもつことを確かにすることである。

顔認証、感度解析、測定校正、および統計的認証は認証の異なる様相をもつ。^[103]

 

See also

• Agent-based computational economics
• Agent-based model in biology
• Agent-based social simulation (ABSS)
• Artificial society
• Boids
• Comparison of agent-based modeling software
• Complex system
• Complex adaptive system
• Computational sociology
• Conway's Game of Life
• Dynamic network analysis
• Emergence
• Evolutionary algorithm
• Flocking
• Internet bot
• Kinetic exchange models of markets
• Multi-agent system
• Simulated reality
• Social complexity
• Social simulation
• Sociophysics
• Software agent
• Swarming behaviour
• Web-based simulation
• TOTREP

 

[1]  CovidSim

[2] SARS-CoV-2.

[3] diverse, dynamic, and interdependent behavior including herding

[4] "bottom-up" approach

[5] non-linear (disproportionate) responses

[6] analysts

[7] financial markets 

[8] social dynamics

[9] social dynamics

朝日記240325 　２．（表紙　その１）　解説ABM（Agent-Based-Method）報文XVI（表紙　その１）