論文の概要: EB-DEVS: A Formal Framework for Modeling and Simulation of Emergent
Behavior in Dynamic Complex Systems
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.05042v2
- Date: Tue, 13 Oct 2020 22:54:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2022-10-08 23:29:15.003484
- Title: EB-DEVS: A Formal Framework for Modeling and Simulation of Emergent
Behavior in Dynamic Complex Systems
- Title（参考訳）: EB-DEVS:動的複雑系における創発的挙動のモデリングとシミュレーションのための形式的フレームワーク
- Authors: Daniel J. Foguelman, Philipp Henning, Adelinde Uhrmacher, and Rodrigo
Castro
- Abstract要約: 本稿では,Emergent Behavior-DEVS (EB-DEVS) a Modeling and Simulation (M&S)フォーマリズムを紹介する。
EB-DEVSはDEVSフォーマリズムに基づいて構築されており、確立された機能に上向きと下向きの通信チャネルを追加する。
本研究は, 鳥の群集, ワクチン接種による集団流行, ホメオスタシスによる細胞下動態の3つのケーススタディである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Emergent behavior is a key feature defining a system under study as a complex
system. Simulation has been recognized as the only way to deal with the study
of the emergency of properties (at a macroscopic level) among groups of system
components (at a microscopic level), for the manifestations of emergent
structures cannot be deduced from analysing components in isolation. A
systems-oriented generalisation must consider the presence of feedback loops
(micro components react to macro properties), interaction among components of
different classes (modular composition) and layered interaction of subsystems
operating at different spatio-temporal scales (hierarchical organisation). In
this work we introduce Emergent Behavior-DEVS (EB-DEVS) a Modeling and
Simulation (M&S) formalism that permits reasoning about complex systems where
emergent behavior is placed at the forefront of the analysis activity. EB-DEVS
builds on the DEVS formalism, adding upward/downward communication channels to
well-established capabilities for modular and hierarchical M&S of heterogeneous
multi-formalism systems. EB-DEVS takes a minimalist stance on expressiveness,
introducing a small set of extensions on Classic DEVS that can cope with
emergent behavior, and making both formalisms interoperable (the modeler
decides which subsystems deserve to be expressed via micro-macro dynamics). We
present three case studies: flocks of birds with learning, population epidemics
with vaccination and sub-cellular dynamics with homeostasis, through which we
showcase how EB-DEVS performs by placing emergent properties at the center of
the M&S process.
- Abstract（参考訳）: 創発的振る舞いは、研究中のシステムを複雑なシステムとして定義する重要な機能である。
シミュレーションは、(微視的なレベルで)システムコンポーネント群間の性質の緊急性の研究を扱う唯一の方法として認識されており、創発的構造の出現は、孤立したコンポーネントの分析から推論できない。
システム指向の一般化は、フィードバックループ(マクロ特性に反応するマイクロコンポーネント)、異なるクラスのコンポーネント間の相互作用(モジュラー構成)、異なる時空間スケール(階層的組織)で動作するサブシステムの階層的相互作用を考慮する必要がある。
本稿では,解析活動の最前線に創発的行動が配置される複雑なシステムについての推論を可能にする,モデリングとシミュレーション(M&S)形式を創発的行動-DEVS(EB-DEVS)に導入する。
EB-DEVS は DEVS 形式に基づいて構築されており、多種多形式システムのモジュラーおよび階層的M&S 機能に上向きの通信チャネルを追加している。
EB-DEVSは表現性に対する最小限のスタンスを持ち、古典的なDEVSに小さな拡張セットを導入し、創発的な振る舞いに対処し、両方の形式主義を相互運用可能にする(モデラーはマイクロマクロ力学を介してどのサブシステムが表現されるべきかを決定する)。
eb-devsがm&sプロセスの中心に創発的特性を置き,学習した鳥の群れ,ワクチン接種による集団流行,ホメオスタシスによる細胞内動態の3つの事例を提示する。
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