Einführung in Agentenbasierte Modellierung: Erste Erkundungen
Wilkommen zu einer Einführung in Agentenbasierte Modellierung.
Ich bin Bill Rand
und werde Ihr Dozent für diesen Kurs sein.
Ich bin Juniorprofessor für Betriebswirtschaftslehre
am Institut für Management
an der Carolina State Universität,
außerdem habe ich eine Ausbildung in Informatik.
In diesem Kurs werden wir besprechen
warum agentenbasierte Modellierung nützlich ist,
wofür man sie verwenden kann
und wie Sie sie verstehen können.
Wie Sie Modelle bilden können
und wie Sie Modelle verstehen können, die andere gebildet haben.
Wie man solche Modelle analysiert
und wie man sie in fortgeschrittener Art und Weise verwenden kann.
Damit Sie wirklich beginnen können
Probleme zu verstehen,
die Sie vielleicht aus eigener Anschauung kennen.
Wir werden in diesem Kurs technische Details besprechen,
aber Sie brauchen keine Vorkenntnisse
über Programmieren oder Computermodelle,
um an diesem Kurs teilzunehmen.
Doch bevor wir ins Detail gehen,
möchte ich mit einem kurzen Video anfangen
und mit einer kurzen Diskussion
mit der ich meistens meine Kurse über agentenbasierte Modellierung anfange.
Was Sie jetzt sehen
sind eine Menge Vögel,
die oft auf interessante Weise Schwärme bilden.
Sie tun das, indem sie sich durch den Raum bewegen,
ohne eigentliche Koordination,
ohne einen wirklichen zentralen Plan
wohin sie fliegen oder
wie sie sich bewegen sollen.
Aber die Muster, die sie bilden,
sind ziemlich kunstvoll und schön,
und sie haben eine gewisse Regelmäßigkeit,
wenn man sie einige Zeit beobachtet.
Es gibt bestimmte Verhaltensmuster,
die man durchgehend beobachten kann.
Und vieles, was wir besprechen werden, handelt davon
wie aus Verhaltensregeln für Individuen
diese gemeinsamen, wunderbaren Muster entstehen,
die wir um uns herum sehen.
Das ist, wofür agentenbasierte Modellierung, unter anderem geschaffen wurde.
Wie können Individuen,
die jeweils für sich ihr Verhalten steuern
zusammen kommen,
um diese gewaltigen Verhaltensmuster erzeugen
die wir in der Welt sehen?
Und noch wichtiger, oder vielleicht sollte ich sagen, außerdem:
Wie wirken diese Verhaltensmuster zurück auf die Individuen
die versuchen Entscheidungen zu treffen?
Lassen Sie uns also von dieser Frage ausgehend zurückarbeiten.
Ich werde Ihnen jetzt ein Computermodell zeigen, das geschaffen wurde um gewissermaßen
die Muster dieser Vögel, wie wir sie aus der Anschauung kennen, zu repräsentieren.
Und in diesem Computermodell, wie Sie vielleicht vor sich sehen können,
verhalten sich die Vögel in einer sehr ähnlichen Art und Weise
wie die Vögel, die wir im echten Leben gesehen haben.
Aber es ist nicht ganz das selbe, es gibt Unterschiede:
dieses Modell ist zweidimensional, im Gegensatz zu einem dreidimensionalen Modell,
und es gibt weitere Gründe für Unterschiede in ihrem Verhalten,
aber in anderer Hinsicht sind sie ziemlich ähnlich.
Jetzt werde ich das Modell mehrere Male starten und anhalten.
Und Sie sehen,
dass es mit einer zufälligen Verteilung der Vögel beginnt,
diese werden wir im weiteren Verlauf des Kurses "Agenten" nennen.
Und diese Vögel bewegen sich und interagieren
und allmählich ballen sie sich zusammen.
Wir werden das Modell etwas beschleunigen
und dann ein wenig verlangsamen,
so können Sie sehen, wie die Vögel miteinander interagieren könnten.
Wenn Sie sieses Modell nie vorher gesehen haben,
möchte ich Sie dazu anregen, zurückzugehen und sich das Modell mehrmals anzusehen.
Wenn Sie wollen können Sie auch NetLogo verwenden,
die Sprache, die wir in diesem Kurs durchgehend verwenden werden,
dort ist es verfügbar als Flocking Model.
Öffnen Sie dazu das NetLogo Modell,
dann gehen Sie auf Files > Models Library > Biology,
und klicken auf Flocking Model, dort können Sie das Modell selbst ansehen.
Und was ich Ihnen jetzt vorschlage ist:
klicken Sie auf "setup" und "go",
wiederholen Sie das mehrmals, schauen Sie sich sonst nichts im Modell an.
Erkunden Sie so das Modell
und versuchen Sie die Verhaltensregeln
für die Vögel in diesem Modell abzuleiten.
Ich gebe Ihnen ein paar Hinweise:
es gibt nur drei Regeln
und die sind sehr einfach. Okay?
Die Farben der Vögel haben nichts mit den Regeln zu tun.
Sie dienen nur dazu,
einen Vogel besser vom anderen zu unterscheiden,
so dass sie nicht alle wie ein und der selbe Vogel erscheinen.
Und alle Vögel verhalten sich nach genau den gleichen Regeln,
es gibt keine Unterschiede im Satz der Regeln, die das Verhalten der Vögel steuern. Okay?
An diesem Punkt werde ich das Video jetzt beenden.
Ich möchte, dass Sie versuchen,
die drei Regeln aufzuschreiben,
die in diesem System gelten,
auf irgendein Schmierblatt, oder was Sie gerade zur Hand haben.
Und wenn wir zurück sind, werde ich Ihnen erklären,
was die drei Regeln sind
und warum sie eine großartige Möglichkeit zur Einführung in agentenbasierte Modellierung sind.