**MCVA** Métodos Computacionales para la Vida Artificial (Módulo I: Modelado Computacional) Máster Universitario en Lógica, Computación e Inteligencia Artificial Dpto. Ciencias de la Computación e Inteligencia Artificial Universidad de Sevilla # Introducción Este módulo del curso intenta dar una visión general sobre *modelización*, concretamente sobre **modelización computacional**, un tema de creciente interés que se está convirtiendo en una habilidad fundamental en todas las áreas del conocimiento. La modelización computacional ha alcabzado tales grados de madurez que, actualmente, ayuda a *extraer valor de los datos*, a *plantear preguntas* sobre los comportamientos observados en los fenómenos bajo estudio, y a utilizar las respuestas del modelo generado para *comprender*, *diseñar*, *gestionar* y *predecir* el funcionamiento de muchos sistemas y procesos, especialmente los sistemas complejos que aparecen en muchas disciplinas del saber de forma transversal. Por ello, en este módulo prestaremos especial atención a aquellas técnicas computacionales que permiten abordar la modelización de Sistemas Complejos de la forma más natural y rica posible, como las que proporcionan el estudio de las Redes Complejas, los Sistemas Multiagente, la Dinámica de Sistemas (en sus vertientes discretas y continuas) y las Metaheurísticas inspiradas en poblaciones de individuos. Pero debe quedar claro que ni son las únicas ni tienen porqué ser mejores que otras técnica que aquí no se estudiarán, bien por falta de tiempo, bien porque se considere que esas otras técnicas tienen su hueco en otros espacios del máster. # Generalidades A continuación se muestra la información fundamental del Módulo I, teniendo en cuenta que el Módulo II estará a cargo del profesor [Ignacio Pérez Hurtado de Mendoza](http://www.cs.us.es/~ignacio/) y tiene su propio espacio informativo. | | | |-----------------------------|-----------------| |**Profesor** | [Fernando Sancho Caparrini](http://www.cs.us.es/~fsancho)| |**Correo eletrónico** | fsancho@us.es| |**Aula** | H0.10| |**Horario** | Martes 16:30-18:20| |**[Calendario](#Calendario)**| del 19/10/2021 al 07/12/2021| Entre las líneas básicas que guiarán la ejecución del módulo se quieren destacar: 1. Nos centraremos en técnicas de modelización que no se verán en otras asignaturas del máster. 4. Algunas partes del contenido de las clases se deben leer por adelantado (se irá publicando cada semana la lectura de la semana siguiente). Por lo general, este contenido será una combinación de material específicamente diseñado para este módulo o bien formado a partir de artículos/capítulos relacionados con el núcleo de la unidad tratada. 5. Se utilizará parte de la clase para desarrollar una discusión/diálogo entre los participantes del curso sobre las lecturas realizadas, y otra parte en una presentación de contenido específico. 2. Las clases (a partir de la 4ª sesión) se distribuirán aproximadamente en 1h Teoría + 1h Modelización práctica. Se intentará reservar alguna clase final para las exposiciones de los trabajos realizados. 1. Los alumnos se dividirán en grupos lo más interdisciplinares posibles para afrontar entre 1 y 2 problemas de modelización durante las últimas sesiones del módulo. 2. El sistema de implementación que se use es de libre elección, pero debe ser adecuado y justificado para la aproximación y el tipo de ideas que se quieren probar. # Contenido Aunque es posible que no haya tiempo suficiente para cubrir la totalidad de los temas planificados (donde influirá definitivamente la necesidad que se encuentre de introducir mayor o menor profundidad en la parte de fundamentos previos), la línea principal que se seguirá en el módulo viene delimitada por el siguiente contenido: !!!Tip:Contenido 0. [Fundamentos Teóricos de la Modelización](MCVA1.md.html): 1. [Porqué modelizar](MCVA2.md.html). 2. [Creación y uso de modelos](MCVA3.md.html). 3. [Algunas Técnicas de Modelización](MCVA4.md.html). 1. [Sistemas Complejos](SistemasComplejos.md.html). 1. Modelización de Sistemas Complejos: 1. [Sistemas Dinámicos](SistemasDinamicos.md.html). 2. [Autómatas Celulares](automatas.md.html). 1. [Sistemas MultiAgente](SistemasMultiAgenteySimulacion.md.html). 2. [Redes Complejas](RedesComplejas.md.html). 2. Casos de Estudio y Presentaciones. !!! ![](img/netlogo.png align="right" width="120px") Para conocer los fundamentos de NetLogo: * [Transparencias de clase](./slides/NetLogo.pptx) (están pensadas como explicación en clase). * [Curso básico de NetLogo](https://www.cs.us.es/~fsancho/?p=netlogo). * [NetLogo 6.0 QuickGuide](http://luis.izqui.org/resources/NetLogo-6-0-QuickGuide.pdf) (de [Luis R. Izquierdo](http://luis.izqui.org/)). * [Documentación Oficial](http://ccl.northwestern.edu/netlogo/docs/). # Casos de Estudio El [catálogo COMSES](https://catalog.comses.net/) es una base de datos curada de más de 7500 publicaciones relacionadas con la modelación de problemas (principalmente, usando modelado basado en agentes) que cubren todas las especialidades de conocimiento (desde biología hasta ciencias sociales, economía, sistemas físicos, etc.). La ficha de cada publicación muestra características acerca de la orientación del estudio, documentación del modelo, técnicas usadas, etc. por lo que puede ser una buena fuente de problemas bien explicados y de aproximaciones para su modelación y experimentación. El objetivo es que cada grupo de alumnos busque en ese catálogo el artículo que más les pueda interesar e intenten inspirarse en él para hacer un modelado alternativo al que (posiblemente) presente la propia publicación. De especial interés es observar si la publicación va acompañada de ODD (un protocolo de descripción detallada de modelos), de datos del problema para hacer comprobaciones y comparaciones, o incluso de modelos ya definidos (en este caso, se espera una construcción independiente). Entre las visualizaciones de este catálogo (que es abierto y con el único objetivo de proporcionar todos los ingredientes necesarios en los problemas de modelado) destaca el hecho de que la plataforma de modelado más usada es NetLogo, triplicando en casos a la segunda de ellas. Asociada al catálogo anterior, también puede ser interesante revisar el contenido de [OpenABM](https://www.comses.net/), un repositorio de recursos y modelos en abierto. # Evaluación La calificación completa de este módulo consta de dos partes: 1. Para superar el módulo será necesaria la realización de algunos de los [Casos de Estudio](#casosdeestudio) (que podrán ser propuestos por los grupos de trabajo o seleccionados entre los propuestos por el profesor). A pesar de ser un trabajo en grupo, la calificación puede tener importantes variaciones entre sus miembros. Esta labor dará lugar a una nota de hasta 7 puntos (la variación dependerá de la participación en clase y la calidad/cantidad de soluciones aportadas), que serán evaluadas antes del inicio del Módulo II. 2. Se pueden conseguir 3 puntos extra por medio de la preparación y exposición de temas del curso (con comunicación previa acordada con el profesor). Esta labor podrá ser realizada en coordinación con los puntos extra del segundo módulo del curso realizando algún trabajo en el que intervengan contenidos de ambas partes. # Calendario El siguiente calendario se actualizará cada semana para dejar claro qué contenido será el objetivo de la semana siguiente. La planificación inicial queda establecida, temporalmente, desde la presentación del curso: 19 Octubre 2021: Sesión 0: Presentación 26 Octubre 2021: Sesión 1: Fundamentos y Sistemas Complejos - [Transparencias de Fundamentos](../md-slides/FundamentosMCVASlides.md.html) - [Transparencias de Sistemas Complejos](./slides/SistemasComplejos.pptx) 2 Noviembre 2021: Sesión 2: Sistemas Dinámicos - [Transparencias](./slides/SistemasDinamicos.pptx) 9 Noviembre 2021: Sesión 3: Autómatas Celulares - [Transparencias](./slides/AutomatasCelulares.pdf) 16 Noviembre 2021: Sesión 4: Agentes - Solo 1h de clase. Asamblea de alumnos. - [Transparencias Agentes](./slides/SistemasMultiagente.pptx) - [Transparencias ODD](./slides/ProtocoloODD.pptx) 23 Noviembre 2021: Sesión 5: Redes Complejas I - [Transparencias Redes Complejas](./slides/RedesComplejos.pptx) - [Transparencias Modelos de Redes](./slides/ModelosRedes.pptx) 30 Noviembre 2021: Sesión 6: Redes Complejas II - [Dinámica de Redes](./slides/DinamicaRedes.pptx) - [Aplicaciones y Casos](./slides/AplicacionesyCasos.pptx) - [Complex Networks Toolbox](https://github.com/fsancho/Complex-Networks-Toolbox) - [Gephi](https://gephi.org/) 7 Diciembre 2021: Movida a 10 Diciembre 2021 10 Diciembre 2021: Sesión 7: Presentaciones - Correspondiente el día 7 de Diciembre - Hora 17:30-19:30. Aula: H0.10 14 Diciembre 2021: Sesión 8: Introducción a ROS I - [Introducción a ROS I](./slides/introduccion_ros_1.pdf) 21 Diciembre 2021: Sesión 9: Introducción a ROS II - [Introducción a ROS II](./slides/introduccion_ros_2.pdf) (28 Diciembre 2021): Vacaciones Navidad 11 Enero 2022: Sesión 10: Control Reactivo - [Control Reactivo](./slides/control_reactivo.pdf) 18 Enero 2022: Sesión 11: Planificación Local SFM - [Planificación Local SFM](./slides/planificacion_local_sfm.pdf)