Implementación de algoritmos de Inteligencia Swarm con fines didácticos

Con este proyecto hemos querido proporcionar un conjunto de recursos útiles para la impartición de un curso de Swarm Intelligence enfocado a la Particle Swarm Optimization (PSO). Estos recursos constan de una aplicación en NetLogo para poder experimentar, ejecutar y visualizar los diferentes modelos de la PSO, un review de la Swarm Intelligence profundizando en la PSO y una ontología de PSO que incluye los recursos bibliográficos necesarios para la investigación y la escritura de artículos.

An Evaluation of Complex Adaptive Evolvable System Simulation

Thesis (Master's)--University of Washington, 2016-03

Agent Based Simulation of Street Robbery

Routine activity theory introduced by Cohen& Felson in 1979 states that criminal acts are caused due to the presenceof criminals, vic-timsand the absence of guardians in time and place. As the number of collision of these elements in place and time increases, criminal acts will also increase even if the number of criminals or civilians remains the same within the vicinity of a city. Street robbery is a typical example of routine ac-tivity theory and the occurrence of which can be predicted using routine activity theory. Agent-based models allow simulation of diversity among individuals. Therefore agent based simulation of street robbery can be used to visualize how chronological aspects of human activity influence the incidence of street robbery.The conceptual model identifies three classes of people-criminals, civilians and police with certain activity areas for each. Police exist only as agents of formal guardianship. Criminals with a tendency for crime will be in the search for their victims. Civilians without criminal tendencycan be either victims or guardians. In addition to criminal tendency, each civilian in the model has a unique set of characteristicslike wealth, employment status, ability for guardianship etc. These agents are subjected to random walk through a street environment guided by a Q –learning module and the possible outcomes are analyzed

Web Graph

Slides and an essay on the Web Graph, search engines and how Google calculates Page Rank

Linking pesticide exposure and spatial dynamics: An individual-based model of wood mouse (Apodemus sylvaticus) populations in agricultural landscapes

The wood mouse is a common and abundant species in agricultural landscape and is a focal species in pesticide risk assessment. Empirical studies on the ecology of the wood mouse have provided sufficient information for the species to be modelled mechanistically. An individual-based model was constructed to explicitly represent the locations and movement patterns of individual mice. This together with the schedule of pesticide application allows prediction of the risk to the population from pesticide exposure. The model included life-history traits of wood mice as well as typical landscape dynamics in agricultural farmland in the UK. The model obtains a good fit to the available population data and is fit for risk assessment purposes. It can help identify spatio-temporal situations with the largest potential risk of exposure and enables extrapolation from individual-level endpoints to population-level effects. Largest risk of exposure to pesticides was found when good crop growth in the “sink” fields coincided with high “source” population densities in the hedgerows. Keywords: Population dynamics, Pesticides, Ecological risk assessment, Habitat choice, Agent-based model, NetLogo

Impacto das regulamentações no sistema financeiro : uma análise sobre Basiléia e seus custos implícitos no Brasil

A pesquisa visa entender o impacto das regulamentações no sistema financeiro considerando as teorias sobre ciclos econômicos e contextualizando para a implementação de Basileia 3 no mercado brasileiro em 2013. Para desenvolver foram analisados modelo teórico e teste via simulação no programa NETLOGO, considerando-se o numero de instituições financeiras no mercado brasileiro alterando as restrições e colhendo os resultados gráficos. A abordagem teórica para melhor entender os impactos das regulamentações foi feita através da análise da bibliografia disponível sobre Hipótese da Instabilidade Financeira. Em linha com a literatura abordada, há evidências do impacto negativo das regulamentações em sistemas que apresentam choques negativos de produtividade, ainda levando-se em consideração a capacidade das instituições financeiras, no que diz respeito a estrutura de seus balanços para suportarem tais eventos.

Funcionamiento de los pueblos indígenas en aislamiento ante presiones externas.

La Amazonia es un medio de subsistencia ya que proporciona infinidad de recursos; la disponibilidad de éstos está estrechamente ligada a patrones climáticos y antropogénicos. En la actualidad las presiones que le afectan se intensifican, y cada vez es más claro que el precio a pagar no sólo es la pérdida de biodiversidad y el hábitat, sino también una disminución en la calidad de vida de las personas. Utilizando el software libre NetLogo versión 5.0.3 se plantea un modelo con cuatro escenarios para conocer el funcionamiento de pueblos indígenas en aislamiento bajo presiones externas.

Modelo dinámico-probabilístico sobre el comportamiento de los pueblos indígenas en aislamiento de la Amazonia Ecuatoriana.

La supervivencia de los pueblos en aislamiento (PIAs), Tagaeri? Taromenane en la Amazonia ecuatoriana, está influida por agentes externos y características culturales. El área definida como Zona Intangible para el desplazamiento de los PIAs presenta cierta debilidad geográfica, lo que alterna el funcionamiento de estas comunidades. El objetivo de este trabajo es conocer el comportamiento de las comunidades aisladas en relación con las fronteras de contactos. Se ha utilizado el software libre NetLogo versión 5.0.3, para simular la evolución durante 100 años de dos comunidades. Las poblaciones estimadas iniciales de indígenas en asilamiento fue de 100, 500, 1000 individuos por escenario. El comportamiento está condicionado por las variables: individuos Taromenane, individuos Tagaeri, tasa de nacimientos, disponibilidad de alimento en la Amazonía, crecimiento de la vegetación, valor energético de la alimentación, y energía de la vegetación. Las características guerreras por la protección de territorio propias de los PIAs, han permitido concluir que la intensificación de las presiones externas sumadas a los enfrenamientos entre grupos aislados genera su propia extinción en un espacio temporal de 100 años.

Influencia del comportamiento humano en la efectividad de intercambio del conocimiento en la empresa

El objetivo de este trabajo es identificar y analizar la influencia que el comportamiento y las relaciones humanas ejercen en el intercambio del conocimiento en la empresa para dos tipos de trabajadores: los recién incorporados o ‘novatos’ y los experimentados o ‘veteranos’. Se abordan los efectos de tres variables concretas: la hostilidad del conocimiento, entendida como la negativa del trabajador a compartir su conocimiento; la prescindibilidad del trabajador o percepción de pérdida de relevancia por transmitir el conocimiento a otros; y el interés del conocimiento, que es la motivación por adquirir nuevos conocimientos. Para salvar la dificultad que supone contrastar tales relaciones en la realidad de la empresa, se ha utilizado la metodología de simulación con multiagentes en Netlogo, configurando el estudio sobre tres tipos de simulación con tres opciones para cada una y generando 2000 simulaciones con 250 ciclos de movimientos en cada simulación. Esta metodología ha permitido representar y obtener conclusiones valiosas, abriendo un amplio campo de posibilidades para la investigación de fenómenos relacionados con la Gestión del Conocimiento. El trabajo presenta dos novedades importantes: la identificación de las variables estudiadas y la metodología utilizada. De los resultados destácase que la hostilidad favorece el intercambio cuando aumentan los trabajadores veteranos y lo contrario para el caso de los novatos; el sentimiento de prescindibilidad dificulta compartir conocimientos entre veteranos y novatos; y el interés provoca siempre un aumento de los intercambios, independientemente del número y la categoría de los trabajadores.

Desenvolvimento de um modelo baseado em agentes para investigar a conformação e evolução de padrões populacionais de atividade física no lazer em adultos

Introdução: Grande parte das ações para promover a atividade física no lazer em populações tem apresentado tamanhos de efeito pequenos ou inexistentes, ou resultados inconsistentes. Abordar o problema a partir da perspectiva sistêmica pode ser uma das formas de superar esse descompasso. Objetivo: Desenvolver um modelo baseado em agentes para investigar a conformação e evolução de padrões populacionais de atividade física no lazer em adultos a partir da interação entre atributos psicológicos dos indivíduos e atributos dos ambientes físico construído e social em que vivem. Métodos: O processo de modelagem foi composto por três etapas: elaboração de um mapa conceitual, com base em revisão da literatura e consulta com especialistas; criação e verificação do algoritmo do modelo; e parametrização e análise de consistência e sensibilidade. Os resultados da revisão da literatura foram consolidados e relatados de acordo com os domínios da busca (aspectos psicológicos, ambiente social e ambiente físico construído). Os resultados quantitativos da consulta com os especialistas foram descritos por meio de frequências e o conteúdo das respostas questões abertas foi analisado e compilado pelo autor desta tese. O algoritmo do modelo foi criado no software NetLogo, versão 5.2.1., seguindo-se um protocolo de verificação para garantir que o algoritmo fosse implementado acuradamente. Nas análises de consistência e sensibilidade, utilizaram-se o Teste A de Vargha-Delaney, coeficiente de correlação de postos parcial, boxplots e gráficos de linha e de dispersão. Resultados: Definiram-se como elementos do mapa conceitual a intenção da pessoa, o comportamento de pessoas próximas e da comunidade, e a percepção da qualidade, do acesso e das atividades disponíveis nos locais em que atividade física no lazer pode ser praticada. O modelo representa uma comunidade hipotética contendo dois tipos de agentes: pessoas e locais em que atividade física no lazer pode ser praticada. As pessoas interagem entre si e com o ambiente construído, gerando tendências temporais populacionais de prática de atividade física no lazer e de intenção. As análises de sensibilidade indicaram que as tendências temporais de atividade física no lazer e de intenção são altamente sensíveis à influência do comportamento atual da pessoa sobre a sua intenção futura, ao tamanho do raio de percepção da pessoa e à proporção de locais em que a atividade física no lazer pode ser praticada. Considerações finais: O mapa conceitual e o modelo baseado em agentes se mostraram adequados para investigar a conformação e evolução de padrões populacionais de atividade física no lazer em adultos. A influência do comportamento da pessoa sobre a sua intenção, o tamanho do raio de percepção da pessoa e a proporção de locais em que a atividade física no lazer pode ser praticada são importantes determinantes da conformação e evolução dos padrões populacionais de atividade física no lazer entre adultos no modelo.

Informal dissemination scenarios and the effectiveness of evacuation warning dissemination of households:a simulation study

Timely warning of the public during large scale emergencies is essential to ensure safety and save lives. This ongoing study proposes an agent-based simulation model to simulate the warning message dissemination among the public considering both official channels and unofficial channels The proposed model was developed in NetLogo software for a hypothetical area, and requires input parameters such as effectiveness of each official source (%), estimated time to begin informing others, estimated time to inform others and estimated percentage of people (who do not relay the message). This paper demonstrates a means of factoring the behaviour of the public as informants into estimating the effectiveness of warningdissemination during large scale emergencies. The model provides a tool for the practitioner to test the potential impact of the informal channels on the overall warning time and sensitivity of the modelling parameters. The tool would help the practitioners to persuade evacuees to disseminate the warning message informing others similar to the ’Run to thy neighbour campaign conducted by the Red cross.

Implementing an agent-based model with a spatial visual display in discrete-event simulation software

There has been an increasing interest in the use of agent-based simulation and some discussion of the relative merits of this approach as compared to discrete-event simulation. There are differing views on whether an agent-based simulation offers capabilities that discrete-event cannot provide or whether all agent-based applications can at least in theory be undertaken using a discrete-event approach. This paper presents a simple agent-based NetLogo model and corresponding discrete-event versions implemented in the widely used ARENA software. The two versions of the discrete-event model presented use a traditional process flow approach normally adopted in discrete-event simulation software and also an agent-based approach to the model build. In addition a real-time spatial visual display facility is provided using a spreadsheet platform controlled by VBA code embedded within the ARENA model. Initial findings from this investigation are that discrete-event simulation can indeed be used to implement agent-based models and with suitable integration elements such as VBA provide the spatial displays associated with agent-based software.

A Computer Model of Drafting Effects on Collective Behavior in Elite 10,000 m Runners

Purpose Drafting in cycling influences collective behaviour of pelotons. Whilst evidence for collective behaviour in competitive running events exists, it is not clear if this results from energetic savings conferred by drafting. This study modelled the effects of drafting on behavior in elite 10,000 m runners. Methods Using performance data from a men’s elite 10,000 m track running event, computer simulations were constructed using Netlogo 5.1 to test the effects of three different drafting quantities on collective behaviour: no drafting, drafting to 3m behind with up to ~8% energy savings (a realistic running draft); and drafting up to 3m behind with up to 38% energy savings (a realistic cycling draft). Three measures of collective behaviour were analysed in each condition; mean speed, mean group stretch (distance between first and last placed runner), and Runner Convergence Ratio (RCR) which represents the degree of drafting benefit obtained by the follower in a pair of coupled runners. Results Mean speeds were 6.32±0.28m.s-1, 5.57±0.18 m.s-1, and 5.51±0.13 m.s-1 in the cycling draft, runner draft, and no draft conditions respectively (all P<0.001). RCR was lower in the cycling draft condition, but did not differ between the other two. Mean stretch did not differ between conditions. Conclusions Collective behaviours observed in running events cannot be fully explained through energetic savings conferred by realistic drafting benefits. They may therefore result from other, possibly psychological, processes. The benefits or otherwise of engaging in such behavior are, as yet, unclear.

Uma abordagem evolucionária e espacial para o jogo da autorregulação de processos de trocas sociais em sistemas multiagentes

Interações sociais são frequentemente descritas como trocas sociais. Na literatura, trocas sociais em Sistemas Multiagentes são objeto de estudo em diversos contextos, nos quais as relações sociais são interpretadas como trocas sociais. Dentre os problemas estudados, um problema fundamental discutido na literatura e a regulação¸ ao de trocas sociais, por exemplo, a emergência de trocas equilibradas ao longo do tempo levando ao equilíbrio social e/ou comportamento de equilíbrio/justiça. Em particular, o problema da regulação de trocas sociais e difícil quando os agentes tem informação incompleta sobre as estratégias de troca dos outros agentes, especificamente se os agentes tem diferentes estratégias de troca. Esta dissertação de mestrado propõe uma abordagem para a autorregulacao de trocas sociais em sistemas multiagentes, baseada na Teoria dos Jogos. Propõe o modelo de Jogo de Autorregulacão ao de Processos de Trocas Sociais (JAPTS), em uma versão evolutiva e espacial, onde os agentes organizados em uma rede complexa, podem evoluir suas diferentes estratégias de troca social. As estratégias de troca são definidas através dos parâmetros de uma função de fitness. Analisa-se a possibilidade do surgimento do comportamento de equilíbrio quando os agentes, tentando maximizar sua adaptação através da função de fitness, procuram aumentar o numero de interações bem sucedidas. Considera-se um jogo de informação incompleta, uma vez que os agentes não tem informações sobre as estratégias de outros agentes. Para o processo de aprendizado de estratégias, utiliza-se um algoritmo evolutivo, no qual os agentes visando maximizar a sua função de fitness, atuam como autorregulares dos processos de trocas possibilitadas pelo jogo, contribuindo para o aumento do numero de interações bem sucedidas. São analisados 5 diferentes casos de composição da sociedade. Para alguns casos, analisa-se também um segundo tipo de cenário, onde a topologia de rede é modificada, representando algum tipo de mobilidade, a fim de analisar se os resultados são dependentes da vizinhança. Alem disso, um terceiro cenário é estudado, no qual é se determinada uma política de influencia, quando as medias dos parâmetros que definem as estratégias adotadas pelos agentes tornam-se publicas em alguns momentos da simulação, e os agentes que adotam a mesma estratégia de troca, influenciados por isso, imitam esses valores. O modelo foi implementado em NetLogo.