ODD/POM

Elise Beck
Etienne Delay
Sébastien Rey Coyrehourcq

MAPS 10 - Oléron

06/2017

Source :

Cyril Piou 

Christophe Le Page

Bruno Bonté

Benoit Gaudou

http://slides.com/sebastienreycoyrehourcq/deck-11

Articles fondateurs

Les écologues, moteur de l'innovation méthodologique 

2006

2010

1 - Des descriptions très variables ...

"Anarchy" Reigns: A Quantitative Analysis of Agent-Based Modelling Publication Practices in JASSS, 2001-2012

Simon D Angus and Behrooz Hassani-Mahmooei (2015)

Pourquoi ODD ?

2 - UML est loin d'être universel

induit par un chgt de paradigme en informatique

une "certaine" vision de la réalité

Pourquoi ODD ?

Source : xkcd.com

Pourquoi ODD ?

3 - Problème de la reproductibilité, sous problème de la "validation"

Is the source code available, and does it build? Collberg et al. (2014)

C'est sweet !

Comment ça fonctionne ?

Purpose

  • Proposer une présentation claire, concise et spécifique au cas modélisé.
     
  • Un guide de ce qui est attendu dans la suite de la description.
     
  • Ces éléments doivent informer sur la raison que vous invoquez pour construire un système complexe et qu'est ce qu'on va faire avec le modèle.

Comment ça fonctionne ?

Entities, state variables, and scales

  • Quels types d'entités, sont dans le modèle?
    • Agents, collectifs, les variables globales.
       
  • Quelles sont les variables des entités ?
    • Age, sex, santé, opinion, stratégie, sol, Landcover...
       
  • Quelles sont les échelles spatiales et temporelles ?

Comment ça fonctionne ?

Process overview and scheduling

  • Quels entités font quoi, dans quel ordre ?
  • Quand les variables sont mis à jour?
  • Comment se déroule le temps ?

Ici on attend un "scheduler", de manière schématique, en pseudo-code, en UML...

Tout ce dont on a besoin pour réimplanter le modèle.

Delay, Leturcq et Rodier, 2017, Cybergeo : European Journal of Geography.

Comment ça fonctionne ?

Design concepts

11 sous sections dans cette partie, largement discuté dans :

  • Railsback (2001),
  • Grimm and Railsback (2005; Ch. 5),
  • Railsback and Grimm (2012)

Comment ça fonctionne ?

En voilà quelques unes (1/3):

  • Basic principles
    • Quels sont les concepts théoriques qui sous tendent l'implémentation du modèle.
  • Emergence
    • Qu'est-ce qui émerge (en plus de ce qui est explicitement mis dans le modèle)
  • Adaptation
    • Comment les agents s'adaptent pour améliorer leur fitness.
  • Fitness objectifs

Design concepts

Comment ça fonctionne ?

En voilà quelques unes (2/3):

  • Learning
    • Est-ce que les agents changent leurs comportements en fonction de leur expérience ?
  • Prediction
    • Comment les agents sont capable de prédire les conséquences de leurs comportements (memoire, apprentissage, génération d'hypothèses).
  • Sensing
    • Qu'est ce que les agents perçoivent quand ils doivent faire des choix ?
  • Interaction
    • Quelles formes prennentles interactions

Design concepts

Comment ça fonctionne ?

En voilà quelques unes (3/3):

  • Stochasticity
    • Justifier les aspect stochastique introduit dans le modèle
  • Collectives
    • Est-ce que les agents sont capable de faire groupe ? Comment ?
  • Observation
    • Quelles sont les variables que l'on va observer en sortie de modèle?

Design concepts

Comment ça fonctionne ?

Initialization

Quel est l'état du modèle à l'initialisation (t = 0)

  • Combien d'entités sont initialisées, et quelles sont les valeurs des variables (est-ce qu'elle sont stochastique?)
     
  • Est-ce que l'initialisation est toujours la même ou dépend elle de la simulation ?
     
  • Est-ce qu'elles sont basées sur les données ?

Comment ça fonctionne ?

Input data

  • Est-ce qu'on force le modèle avec des données ?
  • Si oui lesquelles?

Comment ça fonctionne ?

Submodels

  • Qu'est-ce qu'on a en détail dans les sous-modèles ?
  • Quel sont les paramètres et les dimensions de ces sous-modèles ?
  • Comment les sous-modèles sont construits, choisis, testés ?

Delay, Piou, Quenol, 2015, LUP.

Comment ça fonctionne ?

  • Vous vous surprendrez à penser ODD...
  • ... et à attendre des autres qu'ils parlent ODD pour comprendre ce qu'ils font.
  • A l'origine construit pour communiquer sur les modèles
  • ODD devient un outils de construction intégré dans le proc. itératif de modélisation

La surprise de L'ODD!

Pattern Oriented Modelling

POM

POM

"The general idea of POM is to use multiple observed patterns as indicators of a system’s internal organization. Trying to reproduce such patterns with our ABMs makes us decode the internal organization of the real system.  The point of POM is to consciously think in terms of pattern, regularities or stylized facts right from the beginning and to select model structure accordingly."

Railsback et Al. 2012

structure interne

patterns multiples

You should always start with
“null theories”

POM

POM

Railsback et Al. 2012

1-  Modèle fonctionel dès le départ 

2 - Tester l'apport de chaque hypothèse

"null"

"medawar Zone"

SURPRISE !

POM

POM

Un cadre structuré pour penser la construction des modèles

Railsback et Al. 2012

Let's play