O modelování a komplexních systémech

Co je to komplexní systém?

Co je myšleno složitostí?

Příklady

• klima
• ekonomie
• imunitní systém
• mozek

• židle
• motor
• stroje (počítače)

Co je to model?

• užitečné díky zjednodušení (chceme pochopit komplexní systém)
• špatně, protože neodpovídají realitě

Příklad modelu

Je toto model?

Je toto model?

Další příklady modelů

• různé plány, návrhy (např. staveb)
• fyzikální zákony
• hry (deskové, počítačové)
• matematické modely

K čemu jsou modely?

• porozumění, objevování
• předpovídání
• simulace "na nečisto", testování zásahů do systému
• učení, zábava

Zpětná vazba

část výstupu ze systému je současně vstupem pro činnost systému

Typy zpětných vazeb

• regulační charakter
• udržuje systém v rovnováze

• dereguluační char.
• vyvádí systém z rovnováhy

Příklady zpětných vazeb

• termostat
• nádor
• epidemie
• nabídka/poptávka
• dominance na trhu
• plocha ledovců - odrazivost planety
• velikost populace (počet jedinců - jídlo) 

Příklady zpětných vazeb

• regulace glukózy v krvi

Příklady zpětných vazeb

• regulace glukózy v krvi (cukrovka typu 1)

Příklad složitějšího modelu

• hypoteční krize 2008
• systémové modelování (systém rovnic)

Modelování pomocí agentů

• simulujeme (programujeme) každého agenta jako jednotlivce
• modelujeme "zdola" (od agentů)
• agent - systém
• mravenec - mraveniště
• člověk - rasová segregace
• pták - hejno

Příklad - termiti

• prostředí: rozházené kusy dřívek
• termit:
  • chodí náhodně po prostoru
  • když narazí na dřívko, tak:
    • pokud nic nenese, zvedne dřívko
    • pokud nese dřívko, položí jej
• NetLogo: Biology/Termites

Další příklady

• vlci a ovce
• mraveniště
• segregace
• doprava
• NetLogo: File/Models Library

Dotazy

• IV109 Modelování a simulace na FI MUNI
• Modelování a simulace komplexních systémů. Radek Pelánek.

Zdroje