مدلسازی عامل بنیان

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

چیستی مدل های عامل بنیان[ویرایش]

مدلسازی عامل بنیان (به انگلیسی: Agent-based model) (که با عناوین دیگری مانند مبتنی بر عامل، چند عاملی و عامل محور نیز شناخته می‌شود) نوعی از مدل سازی محاسباتی (Computational modeling) است که امکان مدل سازی یک سیستم را از پایین به بالا (Bottom-up) میسر می سازد. جهت مدل به این حقیقت اشاره دارد که مدل ساز ابتدا اجزای (عامل های) یک سیستم را شناسایی می کند، سپس رفتار آنها و نحوه تعاملات آنها را تعریف نموده و در آخر و با راه اندازی مدل مشاهده می کند که رفتار و تعاملات (اجزا در کنار ) چه اتفاقاتی را در سطح کلان سیستم به وجود می آورند. در واقع، مدل سازی عامل بنیان (ABM) نشان می­دهد که چگونه قواعد رفتاری و گاه ساده عامل­ ها و تعاملات محلی میان آنها در سطح خرد می­ تواند الگوهای بسیار پیچیده­ای را در سطح کلان ایجاد کند.

یک ABM به طور کلی شامل سه مؤلفه­ 1) عامل­ ها، 2) محیط و 3) تعاملات می­ باشد. بعنوان نخستین مؤلفه، عامل ­ها واحدهای اساسی ABM محسوب می­شوند. آنها را می­توان بر حسب دو جنبه­ 1) خواص (Property) و 2) قواعد رفتاری (Behavioral Rule) تعریف کرد. خواص یک عامل عبارتند از وضعیت­ های درونی و بیرونی آن که براساس اقدامات و رفتارهای او تغییر می­ کنند. مواردی نظیر سن، ضریب هوشی، تجربه و... جزو خواص عامل ­ها محسوب می­شوند. الگوهای رفتاری نیز به شیوه­ تصمیم­ گیری عامل ­ها مربوط می­شود. به عنوان نمونه اینکه یک عاملی تحت شرایط X اقدام Y را انجام می­دهند یک قاعده رفتاری است. طبیعی است که هرچقدر که نوع عامل­ها پیشرفت ه­تر باشد، سطح الگوی رفتاری آن­ها نیز پیچیده­تر است. بعنوان دومین مؤلفه ABM، محیط به بستر و یا کل شرایط پیرامونی اشاره دارد که عامل­ ها در آن باهم تعامل دارند و تعاملات نیز بعنوان سومین مؤلفه ABM به نوع و الگوی ارتباطی عامل­ ها با یکدیگر و محیط اشاره دارد. اینکه عامل­ ها در کجا و با چه­ الگویی باهم تعامل دارند به ترتیب به محیط و الگوی ارتباطی آنها اشاره دارد [۱].

مدل سازی عامل بنیان روشی است که طی سال‌های گذشته در حوزه علوم اجتماعی ( نظیر جامعه شناسی و اقتصاد) به شدت مورد توجه قرار گرفته‌است. در این کاربرد، عامل‌ها افراد موجود در یک جامعه با ویژگی‌های مورد نظر را مدل‌سازی می‌کنند. سپس فاکتورهایی وارد سیستم شده و تأثیر آنها در رفتارهای عامل‌ها یا رفتار سطح کلان جامعه بررسی می‌شود.

امروزه عامل‌های هوشمند به‌طور وسیعی در پروژه‌های عملیاتی و تحقیقاتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. موسسات و شرکت‌هایی مانند IBM، دایملر کراسلر، وزارت دفاع آمریکا و ناسا به‌طور موفقیت‌آمیزی از سیستم‌های مبتنی بر عامل استفاده می‌کنند و بکارگیری عامل‌ها رفته رفته به یک موضوع حیاتی در فرایندهای توزیع شده و غیر متمرکز تبدیل شده‌است. تمامی این تلاش‌ها را می‌توان به ۴ گروه زیر طبقه‌بندی کرد. مدلسازی عامل بنیان (ABM) یک روش مناسب برای شبیه‌سازی سیستم‌های پیچیده اقتصادی، اجتماعی و به‌طور کلی سیستم‌های پیچیده‌است. این روش مکمل و بسط روش‌های اقتصادسنجی است که تعاملات میان عامل‌های سیستم و سازگاری در سیستم را ترکیب می‌کند. از آنجا که ABM مطالعه واحدهای فردی را ممکن می‌کند، ناهمگنی در میان عامل‌های سیستم ایجاد می‌شود.[۲][۳]

در مدل سازی عامل بنیان می‌توان با استفاده از قوانین ساده تصمیم‌گیری، پدیده پیچیده کسب و کار را توصیف کرد (دانایی، بافنده ۱۳۹۶). تحلیل پدیده بازاریابی با روش‌های تحلیل یا تجربی متداول بیش از حد پیچیده‌است، ولی اغلب می‌توانند با استفاده از این رویکرد مدل سازی شوند. تجزیه و تحلیل مدل سازی عامل بنیان به وسیله شبیه‌سازی، «عامل» های فردی است. این عامل‌ها در تعامل با هم و در ساختار شبکه اجتماعی شکل می‌دهند، نتایج نوظهوری را ایجاد می‌کنند. در این روش خصوصیات عامل‌های مصرف‌کننده به صورت منحصر به فرد تعریف می‌شوند.[۴]

این مدلسازی در حوزه سیستم‌های اقتصادی و اجتماعی توسط محمودزاده، بافنده و دانایی برای اولین بار در ایران در سال ۱۳۹۴ توسعه داده شد.[۳][۵] ولی با توجه به پیچیدگی زیاد این نوع مدلسازی محققان کمتری تمایل به استفاده از این روش دارند. هرچند محققین حوزه‌های مهندسی کامپیوتر (به ویژه هوش مصنوعی) در تحقیقات خود به صورت تخصصی و از دید عامل کامپیوتری بررسی‌هایی را انجام داده‌اند ولی نیاز به توسعه و کاربرد آن مشهود است.

پیاده سازی مدل های عامل بنیان[ویرایش]

هنگامی که مدل ABM طراحی شد باید از طریق زبان ­های برنامه ­نویسی عامل بنیان یا ابزارهای شبیه­ سازی اقدام به پیاده سازی آن نمود. محققان به مدد زبان­ ها یا ابزارهای شبیه سازی (Simulation Toolkit) می­ توانند یک ABM را به صورت برنامه ­کامپوتری پیاده­ سازی کنند. برای شبیه ­سازی ABM، در اوایل 1990، از زبان ­های برنامه ­نویسی عمومی (GGPLs) استفاده می شد. برخی از پرکاربردترین این زبان­ها شامل ++SMALLTALK، C و Java بودند. بهره­ گیری از GGPLs برای شبیه­ سازی مدل­های عامل مجور یک محدودیت بسیار اساسی داشت و آن این بود که محققان مجبور بودند همه چیز از جمله توابع و رسام­ها را خودشان از ابتدا بنویسند که این مستلزم آشنایی بسیار بالایی با زبان مورد استفاده بود. برای رفع این محدودیت و ساده ­سازی شبیه سازی، ابزارهای متفاوتی بر پایه GPPL های مختلف شکل گرفت که برخی از عمده ترین آنها شامل Swarm، RepastS، AnyLogic و Netlogo هستند که ابزارهای Netlogo و AnyLogic به ترتیب دارای بیشتر استفاده کنندگان می باشند [۶].

منابع[ویرایش]

  1. Sabzian, Hossein; Shafia, Mohammad Ali; Bonyadi Naeini, Ali; Jandaghi, Gholamreza; Sheikh, Mohammad Javad (2018-11-01). "A review of agent-based modeling (ABM) concepts and some of its main applications in management science". Iranian Journal of Management Studies. 11 (4): 659–692. doi:10.22059/ijms.2018.261178.673190. ISSN 2008-7055.
  2. https://www.civilica.com/Paper-INDUSTRIAL01-INDUSTRIAL01_439.html
  3. ۳٫۰ ۳٫۱ http://nmrj.ui.ac.ir/article_21455_3940.html
  4. https://www.civilica.com/Paper-NDMCONFT04-NDMCONFT04_025.html
  5. alghadir.ac.ir/images/Library/thesis/11267.pdf
  6. Sabzian, Hossein; Shafia, Mohammad Ali; Maleki, Ali; Hashemi, Seyeed Mostapha Seyeed; Baghaei, Ali; Gharib, Hossein (2019-01-23). "Theories and Practice of Agent based Modeling: Some practical Implications for Economic Planners". arXiv:1901.08932 [econ].

[۱] سایت برای بحث و گفتگو[۱]

  1. «الفبای مدلسازی – شبیه سازی و مدلسازی». abmodel.ir. بایگانی‌شده از اصلی در ۳۰ ژانویه ۲۰۲۰. دریافت‌شده در ۲۰۲۰-۰۱-۳۰.