La complessità del mondo dentro al computer
con la simulazione ad agenti

Pietro Terna - terna@econ.unito.it

Votiamo per il partito dei Marroni o dei Bianchi (i colori non hanno riferimenti reali): chi vince? Proviamo con la simulazione ad agenti, riempiendo un foglio a quadretti con segni a caso di uno dei due colori, senza lasciare quadretti liberi. Ora verifichiamo che cosa accade se ciascun individuo (quadretto) si fa influenzare dai vicini (sono otto; chi sta sui bordi confina idealmente con chi sta sul bordo opposto) sposando la scelta della eventuale maggioranza dei suoi confinanti. Continuiamo a sino a che più nessuno cambia idea, non perché i nostri individui, si sono stancati … della campagna elettorale, ma perché le aree dei Marroni e dei Bianchi si sono ben delineate (si veda la fig. 1, con le opinioni di voto iniziali e finali). Il modello può essere integrato con individui che cambiamo idea a caso, oppure sono stati influenzati da informazioni esterne o si fanno influenzare dai vicini anche se in parità o in minoranza e così via.

Fig. 1. I simpatizzanti Marroni passano da 7200 a 6919 e quelli Bianchi da 7441 a 7722.

Quello che abbiamo visto è un esempio di simulazione ad agenti, con regole semplicissime, realizzata con NetLogo (http://ccl.northwestern.edu/netlogo/).

Si può interagire in linea con esempi simili, gestiti con delle applet, cioè applicazioni del linguaggio Java trasmesse via web. Iniziamo con la Icosystem, un’azienda specializzata nel replicare in modo dettagliato il comportamento di sistemi reale aziende, sistemi fisici, reti sociali, ad esempio gli effetti non sempre prevedibili di una campagna di marketing – tanto complessi da superare le possibilità dei sistemi analitici tradizionali. Nel sito dell’azienda, a http://www.icosystem.com/game.htm, si trova un gioco in cui l’interazione tra le persone produce effetti non ovvii. Si veda la fig. 2, in cui pt (chi scrive) ritiene che B sia suo avversario e A suo difensore, per cui si nasconde dietro ad A rispetto a B. Se tutti in quello spazio ragionano come pt, individuando un avversario e un difensore diversi, che cosa accade? E se pt e tutti ritengono invece di dover difendere il proprio A dal proprio B, interponendosi tra i due, che cosa succede? La risposta si ha eseguendo l’applet, che è nient’altro che un sistema di simulazione ad agenti.

Fig. 2. Un gioco in cui l’interazione tra le persone (i pallini) produce effetti di sistema non ovvii.

Un altro esempio si trova nel sito di un ricercatore di Grenoble, Jean-Philippe Rennard, e può essere scaricato da http://www.rennard.org/alife/english/antsgb.html; si tratta di formiche che vagano a caso cercando il cibo; quando lo trovano ritornano al formicaio lasciando una traccia di feromone seguita da altre formiche, come ci mostra la fig. 3.

Fig.3. Le formiche che trovano il cibo lasciano una traccia di feromone seguita dalle compagne (in basso c’è il formicaio, in alto il cibo). Quelli che abbiamo visto sono esperimenti mentali assistiti dal computer, nel quale facciamo funzionare modelli composti da molte sottoparti di codice informatico, ciascuna dedicata a riprodurre il comportamento di un agente: un votante, una persona dello spazio della fig. 2, una formica, oppure un consumatore, un’impresa, un operatore di borsa, …

Con questi modelli riusciamo ad affrontare i problemi cosiddetti complessi, per i quali l’analisi delle singole componenti, o quella del tutto in modo aggregato, non spiegano come il sistema funzioni. I livelli micro o macro a sé non sono sufficienti, abbiamo bisogno di entrambi congiuntamente, ma anche delle sequenze temporali degli accadimenti tra gli agenti: il modo scientificamente più parsimonioso per fare ciò è riprodurre la realtà nel computer, con la simulazione ad agenti. Su questi temi, chi scrive ha da poco concluso la preparazione di un manuale con più percorsi di lettura, dal livello introduttivo a quello avanzato: P.Terna, R.Boero, M.Morini, M.Sonnessa (a cura di) (2006), Modelli per la complessità - La simulazione ad agenti in economia. il Mulino, Bologna, presentato a http://abm.econ.unito.it/.

Altri esempi? La simulazione del funzionamento del 118 (chiamate di emergenza) della provincia di Torino, in più tesi di laurea in linea a http://web.econ.unito.it/terna/tesi.html; oppure l’enorme quantità di link che si ottengono immettendo insieme in Google i termini marketing e complexity.

Con il modello del 118 si riproduce nel computer un periodo di funzionamento del sistema. E’ quindi possibile introdurre delle varianti nelle modalità di gestione e scoprire le conseguenze, per approfondire quelle scelte che appaiono, nella simulazione, essere migliorative.