Các phương pháp tin học sử dụng mô hình đa tác tử

1.6 Các phương pháp tin học sử dụng mơ hình đa tác tử Alexis Drogoul – IRD, Benoit Gaudou – Đại học Toulouse Mục đích trình bày nhằm giới thiệu phương pháp lập mơ hình tin học nhóm lại tên gọi chung « mơ hình đa tác tử » Từ hai mươi năm trở lại đây, việc sử dụng phương pháp mơ hình hóa phát triển nhiều ngành nghiên cứu lĩnh vực khoa học, đặc biệt khoa học xã hội Các phương pháp cho phép tái lập nghiên cứu phần phức tạp giới thực việc thực thử nghiệm in silico, hay gọi « mơ phỏng » thực Trong mơ thực nghiệm đó, thực thể tin học gọi « tác tử » quan sát phân tích tới chi tiết nhỏ cần Mô khẳng định xuất hiện tượng lên vận động phức tạp « tập hợp » từ hành vi « bộ phận », từ rút mối quan hệ nhân quả, thử nghiệm nhiều kịch khác kiểm chứng thử nghiệm giả thuyết Các mô cho phép cụ thể hóa, thuật tốn điều chỉnh, trao đổi đa ngành với đối tượng nghiên cứu nhập liệu định lượng định tính từ ngành nghiên cứu khác vào mơ hình chung kiểm tra độ xác, nhờ vào khả biểu đạt, có liên hệ trực tiếp với giới thực Sau phần trình bày chung, chúng tơi giới thiệu dự án Multi-agent for Environmental Norms impact Assessment (MAELIA) Trong dự án này, phát triển nền platform mô tác động từ việc áp dụng chuẩn quản lý quản trị nguồn nước, đất đai môi trường Nền mô phỏng lựa chọn cho phép kết nối nhiều yếu tố khác mơ hình đa tác tử, ví dụ : - Các vận động địa hóa học thủy văn quy mô vùng châu thổ ; - Việc chiếm sử dụng đất tác động chúng tới nguồn tài nguyên ; - Hoạt động người gắn với khai thác quản lý nguồn tài nguyên ; - Tác động biển đổi khí hậu, đặc biệt tác động tới nguồn nước Mục tiêu dự án đánh giá tác động trực tiếp/gián tiếp, kết mong đợi/ không mong đợi việc áp dụng chuẩn quản lý vùng lãnh thổ nguồn tài nguyên tái tạo nước chịu phụ thuộc vào chu trình vật lý phức tạp, đồng thời phải chịu tác động từ nhiều hình thức sử dụng khác tác nhân xã hội không đồng Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [129] (Nội dung gỡ băng) Alexis Drogoul Tơi bắt đầu trình bày nhóm với phần dẫn nhập giới thiệu chung, sau Benoit Gaudou có phần giới thiệu minh họa ứng dụng kỹ thuật phân tích sử dụng mơ hình đa tác tử dự án MAELIA quản lý nước Tôi hy vọng nhận nhiều phản hồi câu hỏi để chúng tơi trình bày chi tiết số điểm, nhiên, Sơ đồ nhiều điểm giới thiệu hôm phát triển chi tiết lớp chuyên đề tuần tới, cụ thể xây dựng mơ hình từ phương pháp giới thiệu hôm Trước hết, xin giới thiệu số định nghĩa mà với bạn khái niệm đơn giản, phải giới thiệu để thống mặt thuật ngữ, thường thuật ngữ đa nghĩa Mơ hình Nguồn : Tác giả Mơ hình hình thức biểu diễn đơn giản hóa trừu tượng hệ thống tham chiếu, giúp giải đáp câu hỏi hỗ trợ cho việc thảo luận tư vấn đề phạm vi khn khổ đơn giản hóa Mơ hình biểu diễn chia sẻ trao đổi [130] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD Sơ đồ Các hình thức biểu diễn Mơ hình tĩnh, mơ hình động Nguồn : Tác giả Sơ đồ Nguồn : Tác giả Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [131] Một mơ hình lập cách sử dụng tất hình thức tưởng tượng Chúng ta có mơ hình túy văn học tốn học, hai mơ hình này, có vơ số mơ hình dựa cơng cụ sản xuất, diễn giải truyền thống Ví dụ, có lĩnh vực khoa học xã hội mà mô hình lập dựa số truyền thống sử dụng đồng thời cơng cụ tốn học, thống kê tùy theo vấn đề nghiên cứu truyền thống riêng ngành nghiên cứu Nếu quan tâm nhiều đến vấn đề không gian chẳng hạn, ta sử dụng hệ phân tích hệ thống thơng tin địa lý (GIS) ; quan tâm đến chế cân bằng, ta phải sử dụng hệ thống động, tức phải sử dụng hình thức biểu diễn tốn học, v.v (Xem Sơ đồ : Mơ hình động, mơ hình tĩnh) Sơ đồ Tôi xin phép phân biệt hai loại mơ hình, mơ hình tĩnh loại mơ hình gồm hình thức biểu diễn hệ thống vào thời điểm định, mơ hình động Các mơ hình tĩnh khơng phản ánh vận động hệ thống : loại mơ hình sử dụng để trình bày đơn giản hóa hệ thống, để chia sẻ hỗ trợ cho phân tích Ví dụ mơ hình thiết chế Cộng hòa thứ V Pháp mơ hình tĩnh Vấn đề đặt hình thức biểu diễn Ngược lại, mơ hình động thể vận động hệ thống gắn với thay đổi phát triển hệ thống Đó vận động thời gian – trường hợp phổ biến – vận động cấu trúc Chúng ta quan tâm đến biến thiên hệ thống, biến thiên khơng thiết phải có liên Mơ hình tin học mơ Nguồn : Tác giả [132] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD quan đến biến thiên qua thời gian Ví dụ, có mơ hình dự báo cho phép dự báo nhìn trước cách vận động hệ thống (Xem Sơ đồ : Mô hình tin học mơ phỏng) Mơ hình tin học gắn bó chặt chẽ với mơ hình động Một mơ hình tin học động gọi mơ Chẳng hạn, bắt mơ hình vận động, biến thiên, thực mô mơ hình Chúng ta có hệ thống, với tác nhân, Sơ đồ tập hợp tác nhân, tự đặt câu hỏi đặc thù so với hệ thống tham chiếu chung Đó hệ thống xã hội Khi tác nhân đồng thời xây dựng mơ hình trừu tượng lập trình mơ hình Việc xây dựng mơ hình trừu tượng có khả thực thi mơ phỏng, mơ thực qua thời gian cung cấp thông tin theo thời gian 10 Thử nghiệm điện toán Nguồn : Tác giả Giống việc thể mơ hình giấy sử dụng nhiều ngơn ngữ khác nhau, mơ hình thực cơng cụ tin học sử dụng nhiều ngôn ngữ thuật tốn biểu diễn khác Vậy mơ thú vị chỗ nào ? Nếu so sánh mô với mơ hình, thấy gần với việc so sánh thử nghiệm với hệ thống thực Mô rối loạn mơ hình để tìm giải đáp cho câu hỏi đặt Tương tự vậy, thử nghiệm ngành khoa học thực nghiệm (hóa, sinh ngành khác), gây rối hệ thống để đẩy hệ thống đến giới hạn từ Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [133] hiểu vận hành hệ thống Mơ giúp tái điều mơ hình Chúng ta thay đổi, gây rối kiểm soát, làm biến thiên vài biến số đó, thăm dò khơng gian tham số, v.v Ngày nay, thấy bắt đầu có lĩnh vực khoa học thực nghiệm khơng thể làm thử nghiệm ngành vật lý hạt nhân chẳng hạn Vậy cách sử dụng mơ phỏng, tất nhiên phải tính đến vấn đề tính đại diện tính xác đáng liệu kết mô Nhiều lĩnh vực nghiên cứu, nhờ tiến Sơ đồ ngành tin học khả tính tốn cực lớn nó, thực cơng cụ thử nghiệm Ví dụ trường hợp số chuyên ngành nghiên cứu thuộc khoa học xã hội Nhiều lĩnh vực tiếp cận nhờ cách tiếp cận thử nghiệm Chúng ta xây dựng mơ hình đủ mạnh, đủ phong phú để thực mơ phỏng, tái vận động tương đối phức tạp máy tính thăm dò số hướng vận động có, đặc biệt cách thay đổi cách tiếp cận hệ thống 11 Mơ hình động, mơ : lựa chọn phương pháp nào? Nguồn : Gilbert Troitzsch, (2005) Mơ sử dụng mang tính khoa học Ví dụ, ta kiểm tra số thuộc tính hàng người xếp hàng địa điểm đó, sử dụng mơ hình mục đích thương mại túy – làm để xếp hàng « đúng » để tránh tắc nghẽn thời gian chờ đợi dài Hiện mô sử dụng nhiều lĩnh vực áp dụng khác xoay quanh việc duyệt mơ hình, thực thực nghiệm Ta xây dựng mơ hình thực tế, sau ta duyệt mơ hình xây dựng sở quan sát tất khả vận động tương [134] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD lai Hiểu mơ hình hiển thị mơ hình điểm quan trọng Mơ hình sử dụng đào tạo, kiểm tra, hỗ trợ cho việc định, dự báo, v.v Hiện có hai lĩnh vực có nhiều tiềm áp dụng phương pháp này  : lĩnh vực quân lĩnh Sơ đồ vực sử dụng phương pháp mô nhiều nhất, lĩnh vực trò chơi điện tử – phương pháp mô phát triển nhiều từ 20 năm qua từ lĩnh vực trò chơi điện tử nhu cầu ứng dụng lĩnh vực 12 Cấu trúc mơ hình đa tác tử Nguồn : Tác giả Mơ hình động có hai nhóm lớn : nhóm gần với phương pháp tiếp cận phân tích, nhóm hai chủ yếu gắn với tiến lĩnh vực tin học, gần với phương pháp tạo sản Vậy hai nhóm có khác nhau ? Phương pháp phân tích sử dụng để xác định đặc điểm trạng thái cân hệ thống, để mơ tả theo cách gây rối có kiểm sốt hệ thống Ngược lại, phương pháp tạo sản cho phép tạo trạng thái cân hiểu điều kiện xuất trạng thái cân Từ yếu tố cấu thành thành phần hệ thống, ta tạo điều kiện để yếu tố vận động tác động qua lại lẫn để tìm trạng thái cân hiểu trạng thái cân xuất điều kiện – ví dụ, việc hình thành nhóm xã hội, cân đàm phán Nếu quan tâm đến vận động quần thể môi trường định, phương pháp phân tích biểu diễn trạng thái cân bằng phương trình, để có hình Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [135] ảnh tổng thể, vĩ mơ đơn giản hóa, khơng cần quan tâm đến thành phần chi tiết hệ thống Còn phương pháp tạo sản lại biểu diễn thành phần quần thể môi trường để từ tái lập trạng thái cân sở giả thiết đặt cho cá nhân quần thể Hai phương pháp lúc đối lập mà tồn song song hệ thống Sơ đồ Phương pháp tạo sản đời vào năm 1945, máy tính đời phương pháp mô áp dụng lần cho thử nghiệm bom nguyên tử Các trường hợp ứng dụng mô số lĩnh vực kỹ thuật như : automate di động (automate cellulaire) trí thơng minh nhân tạo 13 Mơ hình đa tác tử Nguồn : Tác giả Mơ hình đa tác tử cách biểu diễn hệ thống Để biểu diễn hệ thống, ta sử dụng số khái niệm, khái niệm phong phú đa nghĩa Có hai nhóm khái niệm lớn : tác tử mơi trường Tác tử chương trình phần mềm máy tính cho chạy, bao gồm hành vi phản ứng giao tiếp - giao tiếp việc gửi thông tin đến tác tử khác hệ thống –, hành động – thay đổi tác tử khác, thay đổi môi trường thay đổi thân–, tương tác cảm nhận – tức có khả nhận tác tử xung quanh Chúng ta nhắc tới phương pháp tiếp cận tập trung nhân học Tức xây dựng chương trình phần mềm tin học, chương trình cấp thuộc tính gần giống người thuộc tính hồn tồn sống Trong tin học, có phần mềm giúp ta yêu cầu « tơi [136] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD muốn tạo tác tử có hành vi phản ứng, có giao tiếp, v.v tơi muốn lập trình tác tử theo cách cách này » Tồn chương trình phần mềm xây dựng theo cách đặt vào mơi trường, mơi trường chương trình phần Sơ đồ mềm – ví dụ lưới, bảng liệu, ma trận tạo xác định trạng thái xác định đặc điểm, nhận tượng thu thơng tin 14 Mơ hình đa tác tử Nguồn : Tác giả Đặt tác tử vào tình huống, có hệ thống thử nghiệm Trong phương pháp mơ hình hóa đa tác tử, có phương tiện để xây dựng tiểu giới ảo Với phương tiện đó, tái lập giới ảo có đủ quyền lực Vấn đề khơng phải đưa vào chạy khơng chạy mà sử dụng Chúng ta diễn giải, thử nghiệm ? Nội dung cụ thể phần trình bày lớp chuyên đề, thấy việc xây dựng yếu tố gây rối để tạo phản ứng hệ thống hoàn tồn thực Các tiểu giới xây dựng khơng có cấu trúc định sẵn Chúng ta sử dụng liệu từ nhiều nguồn khác nhau, liệu định lượng định tính Lập trình tác tử chương trình mang tính « văn học », tất nhiên từ ngữ chương trình phần mềm khơng giống với từ ngữ sách văn học Một chương trình phần mềm khơng phải bao gồm thuật tốn, mang hình thức mơ tả hành vi Tơi tìm mơ hình nước đơn giản tơi khơng tìm Tơi thích lựa chọn mơ hình phân khu Lấy ví dụ hệ thống bất kỳ, có giới hạn phạm vi rõ ràng đơn giản hóa, tìm hiểu vấn đề liên quan đến phân cách xã hội Thuật ngữ phân cách xã hội tượng biến đổi nào, trạng thái chia cách nhóm xã hội, phạm vi đô thị, nội đô, vùng hay quốc gia, tồn thực thực tế, khẳng định luật pháp tạo điều kiện, xã hội chấp nhận, dẫn Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [137] tới hình thành khơng gian có phân cách rõ rệt, với khu vực không đồng khơng gian có biên giới phân cách Thách thức thường đặt cho môi trường đô thị phân tích chế hình thành nên tượng phân cách Tại Khung tượng lại xuất xuất khơng có áp đặt luật pháp khơng phải lựa chọn theo sở thích cá nhân (theo kết điều tra thực hiện)? Mơ hình Schelling Nguồn : Schelling (1969) Các câu hỏi tảng mơ hình Schelling, sau mơ hình sử dụng để xây dựng mơ hình phức tạp Năm 1969, Tom Schelling có viết với tiêu đề « Models of Segregation », viết tác giả đặt hai câu hỏi mối quan hệ người da trắng/ da đen khu ngoại ô Mỹ Tại vấn cá nhân tham gia điều tra, họ khẳng định « khơng có vấn đề chung sống với 70 % người da đen người da trắng, ngược lại với 70% người da trắng người da đen», chí có trường hợp tượng phân cách lên tới 100 % ? Đâu yếu tố động lực vận động giúp giải thích tình này ? Tái lập lại để đưa dự đốn trường hợp cần phải có dự án quy hoạch đô thị chẳng hạn? [138] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD Sơ đồ 15 Miêu tả mơ hình Nguồn : tác giả Tom Schelling có cảm nhận kỳ diệu : xuất phát từ hệ thống đơn giản Đơn giản hóa tới mức tối đa, tránh yếu tố đặc thù thị, đặc điểm sở thích phức tạp cá nhân Các tác tử thể hai màu khác mô sống bàn cờ Khơng tính đến hoạt động hay việc mà tác tử có nơi khác, bàn cờ nơi sinh sống họ, họ sống hạnh phúc khơng hạnh phúc theo sở thích cá nhân, sở thích thể số lượng hàng xóm, có màu khác màu, mà họ muốn có xung quanh họ Thoạt đầu, tất người có sở thích giống Chẳng hạn, « nếu tỷ lệ hàng xóm màu thấp 30 %, tơi cảm thấy khơng hạnh phúc ; tỷ lệ cao 30% dù số gì, tơi cảm thấy hạnh phúc » Đây là mơ hình kiểu trẻ ! Nhưng mơ hình điển hình phương pháp tiếp cận đa tác tử Các bạn thấy khái niệm quần thể không xuất Trong môi trường đặc biệt, nhiều cá nhân có khả xác định điểm đặc thù, thông tin họ đưa định sở cảm nhận Một tổng thể cấu thành từ ràng buộc mơi trường Liên quan đến hành vi, để tránh tình trạng sai lệch mơ hình, việc di chuyển tác tử họ cảm thấy không hạnh phúc hoàn toàn ngẫu nhiên Các tác tử lựa chọn ô cách ngẫu nhiên chuyển đến Chúng tơi làm chuyển động thời gian ; bước chuyển thời gian, tác tử định có di chuyển sang khác hay khơng Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [139] Sơ đồ 16 Kết mơ hình Nguồn : tác giả Tất mơ mơ hình cho thấy với mức độ sở thích cá nhân yếu - ví dụ chấp nhận sống với 35% số người màu – có mức độ phân cách lên tới gần 100 % Điều giải thích tượng gần vật lý Dù diễn giải kết theo cách nào, điều thú vị ta thấy ví dụ kết mà ta muốn đạt được : xuất hiện, cấp độ quần thể nhóm xác định, thuộc tính điểm cân vốn trước khơng thuộc vào tác tử thành phần quần thể nhóm Trạng thái cân khơng lập trình trước, khơng cho trước, khơng phải điểm nhập vào từ đầu mơ hình Điều có nghĩa sau thời gian định, sau số điều chỉnh định, mơ hình đạt tới trạng thái cân Thử nghiệm mô bước bắt buộc để đạt tới thuộc tính [140] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD Sơ đồ 17 Khía cạnh tạo sản mơ hình đa tác tử Nguồn : tác giả Các mơ hình đơn giản tính tới hai cấp độ, cấp độ vi mô (cá nhân) vĩ mô (quần thể) Tất nhiên, tính đến nhiều cấp độ khác, ví dụ, cấp độ trung mơ hình thành nên tác tử khác thân tác tử hình thành có tương tác với Phương pháp tiếp cận mơ hình đa tác tử, phương pháp tiếp cận tập trung vào cá nhân ngành sinh học, dựa vào việc mơ hình hóa cấp độ vi mơ, mơ diễn giải thực cấp vĩ mô – phần lớn mơ hình phân tích dừng lại cấp độ Một lợi ích khác phương pháp tác tử có nhiều hình thức khác nhau : cá nhân, hộ, nhóm xã hội, v.v Trong lĩnh vực khác, virut cúm gia cầm, vịt, thành phố trở thành tác tử Cấp độ phân tích phụ thuộc vào câu hỏi mà bạn đặt ra, cấp độ khơng cố định khơng bất biến Một lợi ích việc biểu diễn môi trường tác tử Tất nhiên, áp đặt cho số tác tử số vị trí, kể trường hợp điều khơng tự nhiên Khái niệm môi trường không định nghĩa chi tiết Nghiên cứu lĩnh vực mơ hình đa tác tử cho thấy có đa dạng lớn Chúng ta sử dụng sở liệu – ví dụ liệu địa lý – để biểu diễn mơi trường mơ hình có tính thực tiễn Nhưng biểu diễn lưới, mơi trường khơng có thơng số đặc biệt khơng có phân loại đặc thù Mơi trường mạng lưới xã hội có tác tử, tác tử có cảm nhận nhận thức tác tử khác xung quanh Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [141] Mơ hình Schelling mà thấy biểu diễn ô lưới trình bày mặt khơng gian để xác định phân loại đặc biệt Ở ta có hai ví dụ sử dụng liệu lấy từ GoogleMaps Các tác tử sử dụng Bản đồ màu sắc khác đồ để biết đâu (đường phố, nhà cửa, v.v.) Đó vài ví dụ mơi trường mà tác tử lấy thông tin 10 Phân cách rõ rệt khơng gian : ví dụ Hà Nội Nguồn : tác giả; Crooks (2010) Ở đây, xa chút cách dùng hệ thống thông tin địa lý GIS Đây khu phố Hà Nội cho chạy tác tử Tất nhiên, khái niệm quan hệ hàng xóm khơng giống nhau, phải định nghĩa lại khái niệm này, nhiên hành vi tác tử không thay đổi, việc định tác tử Điều thay đổi cảm nhận tác tử cách tác tử di chuyển Vậy mô tả hành vi tác tử nào ? Hình ảnh ẩn dụ mơ hình đa tác tử bắt đầu sử dụng từ cuối năm 1980 ngành khoa học xã hội, mơ hình sử dụng sau để lập trình tác [142] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD tử chủ yếu xuất phát từ nghiên cứu phong tục học – ngành nghiên cứu hành vi động vật –, từ ngành tâm lý học, vốn có quan hệ đơi bất phân định với ngành khoa học trí thơng minh nhân tạo suốt 30 năm Ở đây, thấy có chuyển dịch hình ảnh ẩn dụ Chúng ta sử dụng hệ nơ-ron thần kinh, hệ thống dựa quy tắc Là người làm ngành tin học, quen với đa dạng hình thức thể Chúng tơi hốn đổi hình ảnh đại diện hình ảnh ẩn dụ Ở bạn thấy cuối giới tơi giới thiệu mơ hình đa tác tử có chút phức tạp giới hệ thống phân tích tốn học, với hệ thống phân tích toán học, từ ngữ rõ ràng định nghĩa cụ thể quan trọng cách thức có ý nghĩa với bạn người khác diễn giải kết Khi xây dựng giới ảo, giới mở lĩnh vực tương tác người sử dụng mơ hình với mơ hình Từ đó, tiếp cận với điều thuộc lực hình dung hình ảnh, điều khiển, thay đổi tham số lúc nào, khiến người sử dụng can thiệp từ bên trong, tạo vận động Chẳng hạn người sử dụng học hỏi nhiều điều từ mơ hình, điều phần lớn nội dung kiểm chứng cách phi thức Như vậy, người ta tạo cho phòng nghiên cứu cho phép lựa chọn thay đổi giới vận động khác Chúng ta tạo mơ hình hành vi cách thức biểu diễn hành vi đó, điều Sơ đồ 18 Khoa học xã hội, mô phỏng, tác tử Nguồn : tác giả Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [143] Trong khoa học xã hội, mơ mang đến khả thực thử nghiệm máy tính có kiểm sốt Mục đích mơ để xây dựng lý thuyết mà để tạo cách có kiểm sốt liệu phân tích được, với đặc thù liệu xuất phát từ thử nghiệm từ kết quan sát hệ thống Trong phương pháp này, mơ hình đa tác tử, ngồi tính mềm dẻo linh hoạt tính phổ qt, có vị trí lựa chọn chắn sau Phương pháp áp dụng mơ hình với khả lựa chọn vô số thử nghiệm khác cách thức nghiên cứu khoa học, đặc biệt cho phép tạo liệu không hẳn thuộc hệ thống mà thuộc mơ hình hệ thống, từ ta xây dựng lý thuyết sở liệu Hơm qua nói đến biến đổi khí hậu kịch thường xây dựng sở mơ hình loại với liệu từ thực tế mà từ kết dự báo mơ hình biểu diễn thực tế Các mơ hình đa tác tử có nhiều lợi ích ngành khoa học xã hội : - Khả biểu diễn liệu định lượng định tính ; - Khơng có hạn chế hình thức liệu ; - Khơng có hạn chế cấp độ biểu diễn liệu ; - Khả thực quy trình thử nghiệm tiểu giới (thế giới thu nhỏ) ; - Khả áp dụng phương pháp tiếp cận tham gia (các tiểu giới hòa vào nhau) ; - Khả biểu diễn tác nhân khác nhau, có chất khơng đồng nhất ; - Khả sử dụng liệu không gian thống kê thực tế (để phân tích thử nghiệm) Khi sử dụng mơ hình đa tác tử ? - Khi việc kiểm chứng giả thuyết khó thực quan sát ; - Khi tác nhân hệ thống khơng có đồng nhất ; - Khi xác định mối quan hệ tổ chức trung gian tác nhân, tổ chức có ảnh hưởng tới vận động hệ thống ; - Khi cấp độ phân tích khơng làm rõ thay đổi ; - Khi thay đổi cấp độ vĩ mô phải kết đầu liệu đầu vào mơ hình Benoit Gaudou Tơi giới thiệu dự án MAELIA thực Toulouse Dự án bắt đầu năm 2009 kết thúc năm 2013 Kết dự án chưa hồn thiện, chúng tơi giai đoạn thăm dò Mục tiêu dự án xây dựng platform tích hợp cơng cụ mơ hình hóa mô đa tác tử nhằm nghiên cứu tác động xã hội môi trường quy chuẩn (quy tắc xã hội pháp lý tổ chức) áp dụng quản lý nguồn tài nguyên tái tạo (đặc biệt nguồn tài nguyên nước) Cụ thể, nghiên cứu khu vực « lưu vực sơng Adour-Garonne » Một đặc thù khu vực bị thiếu nước, vào mùa hè, giai đoạn nước cạn, có xung đột mục đích sử dụng nước – ví dụ vừa cần nước tưới cho diện tích trồng ngơ, nước cho bể bơi, vừa cần nước cho sinh hoạt đô thị thành phố Toulouse Mực nước [144] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD giảm dẫn đến vấn đề sinh thái khủng hoảng, đặc biệt nông dân cần nước để tưới cho diện tích canh tác Để quản lý mực nước cạn, có hệ thống văn luật quy chuẩn áp dụng quy mô châu Âu cấp địa phương Chúng quan tâm đến hậu mặt xã hội, kinh tế mơi trường sinh thái sách áp dụng Cụ thể đặt ba câu hỏi lớn sau : Sơ đồ - Đâu tác động môi trường, xã hội kinh tế quy định khác xác định/quản lý mức nước phép sử dụng ? - Mức độ khả thi kỹ thuật/xã hội (mức độ chấp nhận công chúng) biện pháp đưa ? - Quy mơ biện pháp đưa lớn ? 19 MAELIA : dự án mơ hình hóa liên ngành Nguồn : tác giả, sản phẩm dự án MAELIA (khơng xuất bản) Khó khăn lợi ích dự án tích hợp – khơng phải đặt song song – kiến thức hiểu biết nhà nghiên cứu thuộc nhiều chuyên ngành khác nhau, ngành khoa học xã hội, thủy văn nơng học Chúng tơi có số liệu ban đầu, từ đó, chúng tơi xây dựng biểu diễn « giới », để vận hành thực nghiệm nhiều giả thuyết Thuật ngữ « biểu diễn giới » mà sử dụng để xác định mơ hình với tất tác tử vận động tác tử hệ thống mà quan tâm Khi khởi động dự án, có thảo luận chuyên gia xã hội học, thủy văn, nông học, tin học kỹ sư lập mơ hình, v.v Với tham gia chuyên ngành khác vậy, thống mặt thuật ngữ Cũng phải lặp lặp lại nhiều lần chúng tơi có mơ hình biểu diễn ổn định Một điều quan trọng phải lưu ý Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [145] việc lặp lặp lại nhiều lần giúp tất bên tham gia phát triển kiến thức cập nhật Sơ đồ liệu cần thiết, phát triển mơ hình biểu diễn phát triển câu hỏi mà mong muốn mơ hình mang đến câu trả lời 20 Các tác tử : nơng dân Nguồn : tác giả, sản phẩm dự án MAELIA (khơng xuất bản) Một tác nhân mơ hình thực thể « nơng dân » với số đặc điểm kèm Quan hệ tác tử nông dân với hộp kèm biểu diễn quan hệ tác tử với số khái niệm khác mà chúng tơi muốn đưa vào mơ hình (ví dụ ruộng nơng dân thị trường nơng sản) chu kỳ thủy văn Vùng thủy lợi đặt cấp độ cao (xét quy mô không gian) tất yếu tố khác nông nghiệp Loại đất tính đến tùy theo chất đất mà nước thẩm thấu chảy Hai biểu đồ phần hình chụp tĩnh mơ hình Vùng thủy lợi tác tử khác đưa vào mơ hình chúng tơi Đây nhân tố [146] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD Sơ đồ 21 Các tác tử : khu thủy lợi Nguồn : tác giả, sản phẩm dự án MAELIA (không xuất bản) Chúng xác định 20 yếu tố vận động để đưa vào mơ hình Năm vận động : - Nước tiêu thụ (trong khu thủy lợi, tưới tiêu) ; - Tăng trưởng trồng (thửa đất) ; - Lựa chọn kế hoạch trồng cấy (nông dân) ; - Thực kế hoạch trồng cấy (gieo mạ, bón phân, tưới tiêu, thu hoạch, kết lựa chọn nông dân) ; - Khung pháp quy (quyết định hạn chế tưới tiêu Tồ thị tỉnh) Chúng tơi làm việc với Viện nông học quốc gia (INRA) Viện có số nghiên cứu chiến lược nông dân việc lên kế hoạch trồng cấy Chúng tơi rút bốn tiêu chí sau : thời gian làm việc, lợi nhuận, tương đồng kế hoạch trồng cấy đưa ra, nguy mùa Khi xác định tiêu chí trên, chúng tơi quan tâm đến ảnh hưởng tiêu chí tới định người nơng dân : ví dụ, tính tốn tiêu chí giống hai kế hoạch trồng cấy, kế hoạch giảm thời gian làm việc ưu tiên Tiêu chí thứ tư lựa chọn để mô tả trình định, định dựa nhiều tiêu chí, có sử dụng hàm đánh giá mức độ tin tưởng Dempster-Shafer : với tiêu chí, có hàm đánh giá kế hoạch so với tiêu chí đó, ba hàm gọi « hàm niềm tin » sẽ kết hợp với Hàm thứ mơ tả vai trò tiêu chí định đánh giá kế hoạch kế hoạch tốt kế hoạch đưa ra, hàm thứ hai đánh giá vai trò tiêu chí việc đánh giá kế hoạch kế hoạch tốt hàm thứ ba đánh giá mức độ tin tưởng người nông dân việc cho kế hoạch có phải kế hoạch tốt hay khơng Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [147] Sơ đồ 22 Ví dụ minh họa trình: lựa chọn kế hoạch trồng cấy Nguồn : Taillandier cộng (2012) Chúng giới thiệu mơ hình tĩnh, mơ tả đối tượng khác quan hệ chúng, quy trình khác gắn với vận động hệ thống Từ yếu tố đó, chúng tơi lập mơ hình tin học Giai đoạn đánh giá mơ hình chạy quan sát kết Chúng tơi cho chạy mơ hình (thực mơ phỏng) đánh giá số kịch liên quan đến báo khác Hiện tại, hai kịch xác định gắn với yếu tố thay đổi sau đây : xác định mức nước sử dụng biến đổi khí hậu (dự báo lượng mưa nhiệt độ) Phần lớn quy trình đưa vào mơ hình cần số liệu định để chạy cho kết Phần việc lớn sản phẩm dự án sở liệu (và hệ thống GIS) phù hợp với mơ hình phát triển Chẳng hạn đối chiếu chéo liệu lấy từ hệ thống GIS khác nhau, từ bảng biểu để tạo hệ thống GIS tổng thể bao gồm thơng tin dòng nước, hồ trữ nước, vùng tưới tiêu điểm lấy nước cho khu vực Các bảo tính đến bao gồm : - Lý - sinh học : lưu lượng nước điểm kiểm soát Lưu lượng mực nước rút (DOE), ô nhiễm, suất diện tích tưới ; - Kinh tế : sản lượng thu nhập ruộng ; chi phí áp dụng/vận hành phương pháp quản lý mới ; - Xã hội : tần suất, ngày tháng mức độ trường hợp xảy khủng hoảng, mức độ chấp thuận người dân (tuân thủ hay lách quy định đặt ra) [148] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD Tài liệu tham khảo Trang Web (bài viết tải miễn phí) : JASSS : Journal of Artificial Societies and Social Simulation: http://jasss.soc.surrey.ac.uk/ ACE : Agent-based Computational Economics: http://www.econ.iastate.edu/tesfatsi/ace htm GisAgents : GIS and Agent-Based Modelling: http://www.gisagents.blogspot.com/ OpenABM: Open Agent-Based Modeling Consortium: http://www.openabm.org/ Ba trang web lập mơ hình mơ đa tác tử miễn phí : NetLogo : http://ccl.northwestern.edu/ netlogo/ Repast Simphony: http://repast.sourceforge net/ GAMA: http://gama-platform.googlecode com Sách : AMBLARD F., D PHAN (2007), Modélisation et Simulation multi-agents : applications pour les Sciences de l’Homme et de la Société Hermès Editions, Paris CROOKS A T (2010), Constructing and Implementing an Agent-Based Model of Residential Segregation through Vector GIS, International Journal of Geographical Information Science, Taylor & Trancis ltd, Oxon, England, 24(5): 661-675 GILBERT N., K.G TROITZSCH (2005), Simulation for the Social Scientist Milton Keynes: Open University Press, Second Edition, Glasgow GILBERT N (2006), Agent-based Models Series: Quantitative applications in the Social Sciences Sage Publications, London SCHELLING T.C (1969), Models of Segregation, The American Economic Review, 59: 488- 493 American Economic Association, Pittsburgh, USA TAILLANDIER, P., THEROND, O., GAUDOU, B (2012) A new BDI agent architecture based on the belief theory Application to the modelling of cropping plan decisionmaking In: International Environmental Modelling and Software Society (iEMSs 2012), Leipzig, Germany TREUIL JP., A DROGOUL, J-D ZUCKER (2008), Modélisation et Simulation base d’agents Dunod & IRD Editions, Paris Thảo luận… Claude de Miras Tôi chưa hiểu rõ ý phần cấp độ cá nhân không ảnh hưởng đến kết cuối Qua phần trình bày anh tơi lại hiểu ngược lại lựa chọn ngầm cá nhân có tác động tới kết cuối Anh nhấn mạnh nhiều đến việc chuyển từ cấp độ cá nhân sang cấp độ tổng thể, coi có đứt gãy, khơng liên tục, phần minh họa dự án, lại dựa chuyển đổi liền mạch hai cấp độ Catherine Baron Anh muốn đề cập đến lĩnh vực khoa học xã hội phương pháp tiếp cận anh nhắc tới việc áp dụng ẩn dụ khoa học xã hội vào lĩnh vực tin học? Liệu thay đổi định đề anh khoa học xã hội có tác động khơng, có, tác động nào ? Anh tích hợp nghiên cứu kinh tế cơng trình thực vào lơgich áp dụng mơ hình đa tác tử này ? Cuối cùng, liên quan tới dự án MAELIA, anh tính tốn xung đột nào, xung đột xảy thường dẫn tới việc Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [149] làm thay đổi quy tắc có làm xuất nguyên tắc ? Vậy phương pháp mơ hình đa tác tử có giúp tính tốn hình dung phương diện khía cạnh hay không ? Alexis Drogoul Trong số kết đạt từ cấp độ mơ phỏng, có kết khơng có nghĩa kết cảm nhận năng  : cá nhân với xác suất 35 % hàng xóm màu cuối lại tạo hệ thống có tỷ lệ phân cách lên đến 100 % Quan hệ sở thích cá nhân kết thu cảm nhận mà phải có tính tốn Claude de Miras Đúng định đề tơi kết khơng phải kết cảm nhận Liệu có hiểu biết ngầm ẩn, theo đó, thực tiễn xã hội, biết có 1/3 hàng xóm có màu có tượng, cảm nhận hình tượng vượt giới hạn Có thể có cảm nhận xã hội định tới kiểu phát triển Có điều tơi băn khoăn định đề khẳng định điều khơng phải Điều cần phải có chứng chứng minh Do vậy, đặt vấn đề liên quan đến giả thuyết, vấn đề chưa đề cập đến Các giả thuyết lựa chọn dẫn đến việc chuyển từ hệ thống sang mơ hình có vai trò định tới kết mà mơ hình tạo khơng tạo kết Alexis Drogoul Việc xây dựng mơ hình ln cần phải có giả thuyết Các giả thuyết có nơi, khơng phải lúc bộc lộ tường giải cách rõ ràng Tôi cho rằng, phương pháp tin học, chúng tơi có xu hướng tường giải giả thuyết đó, vai trò giả thuyết lại quan trọng yếu tố bắt buộc để chạy mơ hình Liên quan đến hình ảnh ẩn dụ khoa học xã hội, giai đoạn năm 1980, có ảnh hưởng lớn từ phương pháp tiếp cận mang tính chất hành động, cá nhân, ngành nghiên cứu xã hội học tổ chức Một số hình tượng hệ thống kinh tế có quan hệ hồn hảo với cách nhìn sóng tự hóa năm 1970-1980 Tuy nhiên, nên lưu ý tầm nhìn chuyên gia tin học ngành khoa học xã hội nói chung mù mờ Nhiều nhóm nghiên cứu xây dựng khái niệm mà sử dụng lại nghiên cứu chúng tơi sau chúng tơi lại « vặn vẹo » lại khái niệm Lấy ví dụ khác tin học Hệ thống nơ-ron thần kinh hình ảnh đại diện đặc biệt, cho phép hệ thống tin học học hỏi từ ví dụ Gọi hệ thống nơ-ron mạng lưới khơng có liên quan đến hệ nơ-ron thần kinh sinh học Gọi cách ẩn dụ để giúp xây dựng khái niệm siêu khái niệm (métaconcept), tức yếu tố cho phép xây dựng khái niệm mơ hình Chúng tơi biểu diễn lý thuyết tượng xã hội, chúng tơi sử dụng để tái lập lý thuyết xã hội nào, thang phân tích khơng bị cố định, quan tâm đến [150] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD tượng khởi phát, khơng có thế  : ví dụ anh Benoit Gaudou, hệ thống thể chế với tất đa dạng với số quy chuẩn áp đặt cho tác nhân không theo cách khởi phát Mức độ biểu không bị hạn chế việc sử dụng ban đầu Vậy để đưa tính hợp lý tính tốn vào kinh tế học ? Các tác nhân ban đầu thuộc hệ thống trí thơng minh nhân tạo kinh tế học Một phần lớn lý thuyết tính hợp lý tác nhân kinh tế đến từ ngành trí thơng minh nhân tạo Nhưng sau đó, chúng tơi tách xa chúng tơi khơng tư theo định đề tính hợp lý tác nhân này, đến tính đồng hình ảnh đại diện chúng Tính hợp lý khơng thiết phải định đề giả thuyết ban đầu Chẳng hạn bắt đầu việc xây dựng hệ thống với liệu định tính từ lời kể người vấn cách họ nhìn nhận giới, điều khơng hợp lý Ta hồn tồn hình dung tác nhân đưa định khơng cố định Các mơ hình mà chúng tơi xây dựng khơng phải mơ hình cần phải tin theo Đó mơ hình sử dụng làm công cụ hỗ trợ cho thảo luận đàm phán tác nhân Có mơ hình có khả dự báo Benoit Gaudou Quay lại ý liên quan đến xung đột Mơ hình chúng tơi đề xuất cho Tòa thị để từ đưa định dừng cấp nước tưới mực nước xuống mức Tất quy trình đàm phán tác nhân khác lượng nước sử dụng khơng mơ hình hóa Cần phải xác định quy trình cho phép định Một hội đồng thành lập với khoảng 200 thành viên, hội đồng phải họp thảo luận, điều đòi hỏi phải có kiến thức mà chúng tơi chưa thực mơ hình hóa Học viên Mơ hình cơng cụ hỗ trợ cho việc định để lựa chọn loại trồng có hiệu kinh tế cao nhất ? Benoit Gaudou Với mơ hình này, cần liệu địa lý để biết vị trí ruộng, ruộng tưới không, loại trồng trồng Chúng tơi có liệu loại trồng ruộng vòng 10 năm gần Chúng đặt tác tử nơng dân vào tình cụ thể, tập trung giai đoạn 10 năm gần Sau đó, chúng tơi xác định xem kết đồng với kết thu trước Sau bước này, chúng tơi mơ hình tự phản ứng Loại mơ hình khơng nói trước phải trồng thu hoạch loại ruộng có liên quan Nhưng lại giúp dự báo hậu xảy lượng nước giảm Jean-Pascal Torréton Tơi xin có nhận xét để hình dung ý anh Alexis khẳng định liên quan đến hạn chế mô việc biểu diễn tượng phức tạp Trong lĩnh vực khoa học thực nghiệm, tơi nhìn nhận mô giống việc biểu diễn hệ thống thực nghiệm với việc kiểm chứng giả thuyết Trong ngành sinh học, hải dương học ngành khoa học môi trường khác chẳng hạn, chúng Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD [151] tơi thường phải tiến hành thực nghiệm nhiều đơn giản hóa đến mức tối đa, chẳng hạn, muốn đánh giá ảnh hưởng biến đổi khí hậu tới hoạt động đại dương Nên tơi khơng thấy có khác biệt lớn với định nghĩa hệ thống thực nghiệm mô Catherine Baron Tuy nhiên, nghiên cứu xã hội người thách thức kinh tế kèm, tơi thấy câu hỏi đặt có chất khác Alexis Drogoul Nếu so sánh khác mô lĩnh vực sinh học biển ngành khoa học người, mơ hình vĩ mơ biểu diễn quần thể không quan tâm đến cá nhân Chúng bỏ qua tất không đồng quần thể, lựa chọn cá nhân định Ngược lại, thấy tất phương pháp mà vừa giới thiệu mong muốn ghi nhận giá trị tất quan điểm khác Các mơ hình dạng thức đơn giản hóa rút gọn, liệu có phải tổng thể tất mơ vậy ? [152] Tháng 07 năm 2013 / Khóa học Tam Đảo 2012 / © AFD