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Simulación social basada en redes bayesianas:Aproximación a un enfoque lógico-estadístico
Lic. Jean Christian Díaz Preciado
Dr. Alejandro Guerra Hernández
Dr. Nicandro Cruz Ramírez
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Contenido Introducción
Agentes y simulación social Redes bayesianas Estado del arte Propuesta
Metodología Protocolo ODD Caso de estudio
Resultados y conclusiones
Trabajo a futuro
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Inteligencia Artificial
Cognición IndividualAgente
1940 -------- 1950 -------- 1960 ------- 1970 ------- 1980
INTERNET
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Agente
Recibe información de otros programas
Recolectar información
Decidir en base a su experiencia
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Cognición Individual
Inteligencia Artificial Distribuida
1940 -------- 1950 -------- 1960 ------- 1970 ------- 1980
INTERNET
Simulaciones de sociedades humanas
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Objetivo ciencias sociales y modelos
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Modelo
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Antecedentes
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Modelo Estadístico
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Modelo Lógico
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Modelo Basado en Agentes
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Arquitecturas de Agentes
Con Estado
Lógicos
Basados en Metas
Basados en Utilidad
Ambiente
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Validación de los modelos
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Objetivo General de la Simulación
Enfoque Estadístico
•Predecir futuras distribuciones
Enfoque Lógico / Multiagente
•Similitud de comportamientos
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Tipos Generales de Validación
• Suponer futuros estadosPredicción
• Reproducir aspectos ya observadosRetrodicción
• Comportamiento, relaciones y estructuras sociales
Semejanza Estructural
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Técnicas de Validación• Modelo conceptual, componentes y comportamientoValidez Aparente
• Comparación con resultados de datos con los que se cuentaValidez Histórica
• Nivel de trayectoria individual o en conjuntoValidez de Eventos
• Ingresar factores o combinaciones poco probablesPrueba de condiciones extremas
• Variación sistemática de parámetros del modeloAnálisis de sensibilidad
• Comparación con datos sociales realesDe Sección Transversal
• Diferentes modelos, mismo procesoComparación con otros modelos
• Misma arquitectura de agentes, mecanismos diferentesElementos cruzados
• Participación de expertos en áreas socialesEnfoques Participativos
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Planteamiento del Problema
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Estado del Arte
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Propuesta de Silverman
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Metodología Propuesta
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Nuevas Estadísticas : INEGI
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Red Bayesiana de condiciones laborales
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Análisis del fenómeno a través un modelo de red bayesiana
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Hipótesis
Una simulación social en donde la abstracción del fenómeno tome unaforma de red bayesiana para el manejo la incertidumbre, percepcióndel ambiente o ambas, proporciona datos predictivos muy similares a larealidad
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Justificación
El desarrollo de una simulación social bajo un enfoque estadísticoimplementada en un sistema multiagente nos permite agregar modelosde comportamiento de las entidades a simular. Con esto podemosvalidar teorías de comportamiento en procesos sociales mediante lacomparación estadística de los datos predictivos generados por elsistema con datos reales.
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Objetivos
Generar datos artificiales, mediante un sistema multiagente, que nospermitan predecir las características de las entidades a observar enperiodos de tiempo determinados.
Validar los datos generados implementando comparacionesestadísticas con datos reales.
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Metodología
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Sistema multiagente
Plataforma Jason-CArtAgO Extensión de JaCa-DDM a redes bayesianas
WEKA
SamIam
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Protocolo ODD
Propósito
Entidades, estados y escalas
Visión general y planificación de procesos
Submodelos
Datos de entrada
Inicialización
Conceptos de diseño
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Caso de Estudio
Instituto Nacional de Estadística y Geografía Encuesta Nacional de Ocupación y Empleo
800,000 personas al año
Tasa de desempleo (TD)
Tasa de ocupación en el sector informal (TOSI)
Tasa de subocupación (TS)
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Protocolo ODD
Propósito Entidades, estados y escalas
Visión general y planificación de procesos
Submodelos
Datos de entrada
Inicialización
Conceptos de diseño
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Propósito
El propósito del sistema es observar las tasas de subocupación yocupación en el sector informal en el Estado de Veracruz, en unperiodo de cuatro años y medio, considerando las condicioneslaborales que tienen las personas (prestaciones, jornada laboral,ingreso y sector en el que se desarrolla) dadas sus propiedadesindividuales como sexo, edad, escolaridad y si se encuentranestudiando.
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Protocolo ODD
Propósito
Entidades, estados y escalas Visión general y planificación de procesos
Submodelos
Datos de entrada
Inicialización
Conceptos de diseño
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Entidades, estados y escalas
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Propiedades obtenidas de la base de datos
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Protocolo ODD
Propósito
Entidades, estados y escalas
Visión general y planificación de procesos Submodelos
Datos de entrada
Inicialización
Conceptos de diseño
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Cambios de estado de los agentes
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Desocupado a ocupado
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Protocolo ODD
Propósito
Entidades, estados y escalas
Visión general y planificación de procesos
Submodelos Datos de entrada
Inicialización
Conceptos de diseño
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Red Bayesiana de condiciones laborales
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Protocolo ODD
Propósito
Entidades, estados y escalas
Visión general y planificación de procesos
Submodelos
Datos de entrada
Inicialización
Conceptos de diseño
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TCP : RamaPrimario 10%Secundario 21%Terciario 69%
Ruleta (DeJong)
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Resultados
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Red Bayesiana
Parámetros para generar el modelo (WEKA)
Porcentaje de clasificación y desviación estándar
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Validación de resultados
•PredicciónObjetivo General de la Simulación
•RetrodicciónTipo de Validación
•Sección transversalTécnica de Validación
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Comparación a través de tasas
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Comparación gráfica TD
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Comparación gráfica TS
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Comparaciones gráfica TOSI
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Error Cuadrático Medio
𝐸𝑀𝐶 =1
𝑛
𝑖=1
𝑛
(Ŷ𝑖 − 𝑌𝑖)2
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Kolmogorov-Smirnov
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Pruebas paramétricas de comparación T-Test
Tasa P-value
TD 0.717666
TOSI 0.717666
TS 0.380299
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Análisis de personas que cumplen 15 años
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71.30%
17%12%
No Disponible Disponible Ocupada
Ocupación
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71.30%
17%
12%
No Disponible Disponible Ocupada
Ocupación
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Análisis del fenómeno a través del modelo
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Modelo
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Análisis del fenómeno a través del modelo
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Conclusiones
Datos artificiales generados en una simulación social basada en redes bayesianas muestran una gran similitud con datos reales
Validación estadística
Análisis del fenómeno
Implementación con agentes y artefactos (Jason-CArtAgO)
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Trabajo futuro
Implementar computación evolutiva para optimizar los resultados de la simulación probando la generación del modelo con diferentes parámetros.
Representar hogares a través de artefactos en donde los agentes conozcan las propiedades de los miembros de su familia
Implementar por medio artefactos, una abstracción de políticas públicas
Implementar estrategias colaborativas de los agentes
Generalizar el sistema para que el caso de estudio sea determinado por la base de datos
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Muchas gracias