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エージェントモデル シミュレーション

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エージェントモデル シミュレーション - PowerPoint PPT Presentation


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エージェントモデル シミュレーション. エージェントモデル シミュレーション. プログラミングの意義 様々なシミュレーション 複雑系とシミュレーション エージェントシミュレーションとは エージェントモデルの例 ABS を使った演習について. プログラミングの意義. 技能教育としての意義は薄れた ものごとの手順や構造把握 試行錯誤、思考のための意義は大きい シミュレーションとしてのプログラム プログラミング言語 情報基礎では  BASIC 、 LOGO が一般的 FORTRAN 、 COBOL 、 C 、 PASCAL 、 Object 指向言語など.

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Presentation Transcript
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エージェントモデルシミュレーション
  • プログラミングの意義
  • 様々なシミュレーション
  • 複雑系とシミュレーション
  • エージェントシミュレーションとは
  • エージェントモデルの例
  • ABSを使った演習について
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プログラミングの意義
    • 技能教育としての意義は薄れた
    • ものごとの手順や構造把握
    • 試行錯誤、思考のための意義は大きい
    • シミュレーションとしてのプログラム
  • プログラミング言語
    • 情報基礎では BASIC、LOGOが一般的
    • FORTRAN、COBOL、C、PASCAL、Object指向言語など
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様々なシミュレーション
  • 簡単な因果関係を示すシミュレータ
    • 比例関係を示すシミュレータ
  • ゲームとしてのシミュレータ
    • シムシティ(町づくり)
    • Tower(ビル構築とエレベータ制御)
  • 複雑な動きを解明するシミュレータ
    • エージェントモデルシミュレータ
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複雑系
  • 要素還元主義 reductionism
    • 古典的科学、部分の総和=全体
    • 解決できない課題(部分の総和≠全体)
      • 総和以上の動きを系全体がしめす
    • 要素還元的でない研究方法の必要性
  • 複雑系の定義 Complex System
    • 「システムを構成する要素の振る舞いのルールが、全体の文脈によって動的に変化してしまうシステム」
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複雑系のイメージ
    • バラバラにすると本質が抜け落ちる
  • イメージとしては
    • システムの構成要素は各自のルールに従って機能している
    • 局所的(Local)な相互作用によって全体の状態や振る舞いが決定される
    • 全体的な振る舞いをもとに個々の要素のルールや関係性が変化する
emergence
創発 emergence

物体レベル

かめ

  • システム論での創発
    • 低い階層から高い階層へ移ったときにはじめて存在する性質

創発

分子レベル

emergence1
創発 emergence
  • 人工生命の創発
    • 構成要素の局所的な相互作用が全体的な大域的秩序を生み、構成要素にも影響を及ぼす

大域的な秩序

創発

構成要素

局所的な相互作用

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構成的手法
  • 複雑系は解析的に解明できない
  • 「構成的手法」
    • 基本的モデルを構成、コンピュータ上に発生させ、全体の振る舞いを観察する方法

現実世界

観察対象

アナロジー

仮説モデル

シミュレーション

結果

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構成モデルによる研究

対象の観察

特徴の抽出

構成モデルの作成

シミュレーション

結果の評価

対象と構成モデルとの比較検討

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シミュレーションの実際
    • 鳥の群れは誰がコントロールしている?
  • 群れのシミュレーション
    • ボイド (Boids)鳥ロボットの群れ
    • 簡単な3つのルール
      • 衝突回避:近すぎる群れの仲間と離れ、衝突を回避する
      • 速度調整:周りと速度を合わせる
      • 求心力:群れの中心の方へ向かおうとする
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構成要素とエージェント
  • 構成要素 element
    • システムを構成する要素
    • 身体を構成するのは→細胞
  • エージェント Agent
    • 構成要素のうち主体性をもつもの
    • 社会を構成する生物や人間はエージェント
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マルチエージェントモデルシミュレータ
  • 特定のルールを持ったエージェントを多数作り、人工的な場で相互作用を起こさせるシミュレータ
  • エージェントに対してルールを与える
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シミュレータ
  • Swarm
    • アメリカ・サンタフェ研究所
    • Cをベース、開発者向け
  • StarLOGO
    • MIT / タフツ大
    • LOGOを元にマルチエージェント化
  • ABS
    • 初心者向け日本語プログラム
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ABSを使った演習
  • いくつかのモデルを実行してみる
  • モデルのパラメータを変えてみる
  • モデルのルールを書き換える
  • 自分でモデルを作ってみる