Disponer de un protocolo normalizado para expresar modelos de simulación puede ayudar a promover su formulación rigurosa, así como a facilitar las revisiones y las comparaciones entre modelos. En 2006 un numeroso equipo de investigadores del dominio de sistemas socio-ecológicos propusieron el protocolo ODD (Overview, Design concepts and Details) para estandarizar la publicación de descripciones de modelos basados en agentes. Recientemente este protocolo ha sido revisado y ampliado por los mismos autores (Grimm et al., 2010). Este protocolo no es más que una “plantilla documental” lo suficientemente abierta y flexible como para que cada investigador pueda expresar su propio trabajo.
En <https://www.ufz.de/index.php?de=40433> (Ene.2019) puede encontrarse la principal fuente de información al respecto, junto con una plantilla en inglés para ayudar en la utilización del protocolo. En esta misma ubicación URL, los autores solicitan que si se usa el protocolo se debe hacer referencia según la siguiente formulación: “La descripción del modelo sigue el protocolo ODD (Overview, Design concepts, Details) según Grimm et al. (2006; 2010; 2013).”
Protocolo ODD: descripción normalizada de modelos de simulación basados en agentes.
1. PROPÓSITO
¿Cual es el propósito del modelo?
¿Con qué objetivo se ha desarrollado?
¿Para qué se va a utilizar?
2. ENTIDADES, VARIABLES DE ESTADO Y ESCALAS
¿Qué tipo de entidades conforman el modelo (agentes/individuos, unidades espaciales, medioambiente, colectividades)?
¿Qué variables de estado o atributos internos caracterizan a tales entidades?
¿En qué unidades se expresaran tales variables o atributos?
¿Cual es la extensión espacial y temporal del modelo?
¿Con qué nivel de precisión espacial y temporal se realizará la simulación?
3. RESUMEN DEL PROCESO Y SU PLANIFICACIÓN (scheduling): Excepto para planificaciones muy simples, es conveniente usar pseudo-código para describir la planificación, sin comprometerse con ningún lenguaje concreto de implementación del modelo.
¿Qué entidad hace qué?
¿En qué orden se ejecutan los diferentes procesos?
¿En qué orden ejecutan distintas entidades un mismo proceso?
¿Cómo se modeliza el tiempo, mediante saltos discretos o como un continuo temporal en el que suceden tanto procesos continuos como sucesos discretos?
4. CONCEPTOS DE DISEÑO (Grimm & Railsback, 2005: cap. 5): No resultan bien descritos mediante dispositivos clásicos como ecuaciones diferenciales o gráficos de flujo, pero son fundamentales para interpretar los resultados de la simulación y por tanto se deberían explicitar como decisiones de diseño importantes que deben comunicarse conscientemente a los eventuales lectores.
4.1. Principios fundamentales:
¿Qué conceptos, teorías, hipótesis teóricas subyacen en el diseño del modelo?
¿Qué estrategias de modelado subyacen en el mismo diseño?
¿Qué relación guardan estas asunciones con el propósito del estudio?
¿Cómo se tienen en cuenta en la modelización?
¿Se utilizan en el nivel de los submodelos (como hipótesis microfundamentales) o en el nivel del sistema (como teorías macrodinámicas)?
¿Proporcionará el modelo indicios respecto a estos principios fundamentales, como por ejemplo su alcance, su utilidad en escenarios reales, su validación o indicaciones para su modificación?
¿Utiliza el modelo teorías consolidadas o novedosas?
4.2. Emergencia:
¿Qué resultados son modelados como resultados emergente de rasgos adaptativos o de comportamiento de los individuos?
¿Que resultados del modelo se espera que varíen de forma compleja y tal vez imprevisible ante un cambio de las características particulares de individuos o entorno?
¿Qué resultados del modelo que están ya impuestos por las reglas y por tanto dependen menos de los comportamientos de los individuos?
4.3. Adaptación:
¿Qué rasgos adaptativos tienen los individuos?
¿Qué reglas tienen para tomar decisiones o modificar su comportamiento en respuesta a cambios en sí mismos o en el entrono?
¿Estos rasgos intentan incrementar algún tipo de indicador de éxito individual relacionado con sus objetivos (p.e., “desplazate a la posición que disponga de una productividad mayor”, asumiendo que productividad es un indicador de éxito)?
¿O simplemente los individuos reproducen ciertos comportamientos que se asumen implícitamente como conducentes al éxito o la adaptación (p.e., “desplazate hacia la derecha un 70% del tiempo”)?
4.4. Objetivos:
¿Qué objetivos persiguen los individuos mediante los procesos de adaptación que rigen sus comportamientos?
¿Cómo se pueden medir tales objetivos, así como su grado de cumplimiento?
¿Qué criterios usan los agentes individuales para evaluar alternativas cuando tienen que tomar decisiones?.
4.5. Aprendizaje:
¿Cambian los rasgos adaptativos a lo largo del tiempo como consecuencia de la experiencia?
¿Cómo se dan tales cambios?
¿Se trata de cambios conscientes, incluso planificados, o son simplemente respuestas a un entorno en evolución?
¿Se dan procesos de co-evolución por influencia mutua entre características individuales y del entorno?
4.6. Predicción:
¿Cómo predice un agente las condiciones futuras que experimentará?
¿Cómo influyen tales predicciones sobre los procesos de adaptación y de aprendizaje?
¿Qué elementos, propios y del entorno, utiliza un agente individual para realizar sus predicciones?
¿Qué modelos internos (razonamiento) utilizan los agentes para estimar sus condiciones futuras?
¿Qué modelos utilizan para estimar las consecuencias futuras de sus comportamientos?
¿Qué supuestos tácitos implican tales modelos de razonamiento y racionalidad?
4.7. Percepción:
¿Qué variables de estado, internas o del entorno, se asume que perciben los agentes?
¿Qué modelo de medida usan los agentes para tal percepción?
¿Qué otros agentes o entidades son percibidas, y en concreto mediante qué atributos?
¿Mantienen los agentes una memoria o mapa a largo plazo de sus percepciones?
¿Cual es el alcance de las señales que un agente puede percibir, local o global?
¿Si la percepción es a través de una red social, su estructura es impuesta o emergente de la simulación?
¿Los mecanismos mediante los que los agentes obtienen información están modelizados explícitamente, o se asumen como dados?
4.8. Interacción:
¿Qué tipos de interacciones se asumen como relevantes entre los agentes?
¿Se trata de interacciones directas, en las que los encuentros entre agentes influyen sobre los mismos?
¿Hay interacciones indirectas, como en caso de competir por un recurso intermedio?
¿Si las interacciones implican comunicación, cómo se han modelizado tales procesos comunicativos?
4.9. Aleatoriedad:
¿Qué procesos se han modelado asumiendo que son, total o parcialmente, aleatorios?
¿Se utiliza la aleatoriedad para generar variabilidad en procesos para los que no se considera importante modelizar sus causas?
¿Se utiliza aleatoriedad para generar sucesos o comportamientos que ocurren con una frecuencia específica conocida?
4.10. Colectivos:
¿Los individuos forman o pertenecen a agregaciones que influyen y son influidas por los mismos individuos?
¿Cómo se representan tales colectividades?
¿Tales colectivos son una propiedad emergente del comportamiento de los individuos?
¿Son los colectivos simplemente definiciones del modelador, es decir, conjuntos de entidades con sus propios atributos y comportamientos?
4.11. Observación:
¿Qué datos se generan y recopilan a partir de la simulación a efectos de análisis?
¿Cómo son recopilados tales datos, y en qué momento o momentos?
¿Se utiliza la totalidad de los datos generados, o sólo una muestra a imitación de lo que sucede habitualmente en un estudio empírico?
5. INICIALIZACIÓN: Resulta imposible realizar replicas de una simulación sin conocer las condiciones de inicialización del modelo.
¿Cual es el estado inicial del modelo, esto es, en el momento t=0 de la ejecución de la simulación?
¿Cuantas entidades forman la sociedad virtual inicialmente, y qué valores, exactos o como distribución aleatoria, tienen las variables de estado de las entidades?
¿Es siempre idéntica o puede variar entre diferentes ejecuciones de la simulación?
¿La inicialización corresponde a un estado del mundo real, esto es, está empíricamente calibrada (data-driven), o los valores son arbitrarios?
¿Si se trata de una situación inicial experimental, cómo corresponden los valores arbitrarios a hipótesis concretas a contrastar?.
6. DATOS DE ENTRADA: No hace referencia a los valores paramétricos iniciales de la simulación, sino a registros de procesos ambientales que pueden influir (driven) sobre la simulación a lo largo de su ejecución sin que sean a su vez resultado del modelo como, por ejemplo, ciclos climáticos.
¿Utiliza el modelo datos de fuentes externas (ficheros de datos, u otros modelos) para representar procesos que varían en el tiempo durante la simulación?
7. SUBMODELOS:
¿Qué modelos representan, con detalle, los procesos listados en el apartado (3) de procesos y planificación?
¿Cuales son los parámetros, dimensiones y valores de referencia de cada modelo?
¿Qué ecuaciones o algoritmos permiten representar cada modelo?
¿Cómo se han diseñado o seleccionado tales modelos?
¿De qué otros sistemas se han “extraido” o “inspirado” los modelos para su uso actual?
¿Cómo se justifica la verificación y la validez de cada modelo utilizado?
¿Qué referencias y literatura relevante se puede aportar para cada submodelo, respecto a su implementación independiente, contraste, calibración y análisis?
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NOTA:
A pesar de que el protocolo ODD se ha diseñado para describir a efectos de comunicación científica y de publicación la versión definitiva del modelo, en realidad pueden existir diferentes versiones anteriores del mismo debido al proceso recursivo e incremental de refinamiento en la construcción de los modelos. Convendría expresar, en un apartado no previsto expresamente por ODD, la “ubicación” del modelo descrito dentro de esta secuencia de versiones mejoradas.
Igualmente, convendría añadir a las secciones propias del protocolo ODD una última sobre “Experimentos de Simulación” y “Análisis del Modelo”, en las que se describiera el plan de experimentación al que se ha sometido el modelo, la descripción e incidencias del conjunto de simulaciones realizadas, y un resumen de los resultados generados por el conjunto: modelo, plan de explotación, simulaciones, análisis. Estas consideraciones quedan actualmente fuera del ámbito del protocolo descriptivo ODD, pero forman parte fundamental de los resultados publicables a efectos de posible replicabilidad por parte de la comunidad científica.
