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Le simulazioni ad agenti: una ministoria, e un po di metodologia economia computazionale, lezione 3 roberto leombruni economia computazionale, lezione.

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1 Le simulazioni ad agenti: una ministoria, e un po di metodologia economia computazionale, lezione 3 roberto leombruni economia computazionale, lezione 3 roberto leombruni torino,

2 menù della lezione entrée ministoria delle simulazioni la metodologia delle simulazioni in 4 portate le 4 congetture homo analyticus vs. homo ACE leggi e spiegazione causale simulazioni e spiegazione causale dessert le buone prassi entrée ministoria delle simulazioni la metodologia delle simulazioni in 4 portate le 4 congetture homo analyticus vs. homo ACE leggi e spiegazione causale simulazioni e spiegazione causale dessert le buone prassi menu

3 menù della lezione entrée ministoria delle simulazioni la metodologia delle simulazioni in 4 portate le 4 congetture homo analyticus vs. homo ACE leggi e spiegazione causale simulazioni e spiegazione causale dessert le buone prassi entrée ministoria delle simulazioni la metodologia delle simulazioni in 4 portate le 4 congetture homo analyticus vs. homo ACE leggi e spiegazione causale simulazioni e spiegazione causale dessert le buone prassi menu 2

4 menù della lezione entrée ministoria delle simulazioni la metodologia delle simulazioni in 4 portate le 4 congetture homo analyticus vs. homo ACE leggi e spiegazione causale simulazioni e spiegazione causale dessert le buone prassi entrée ministoria delle simulazioni la metodologia delle simulazioni in 4 portate le 4 congetture homo analyticus vs. homo ACE leggi e spiegazione causale simulazioni e spiegazione causale dessert le buone prassi menu 3

5 ...se fosse una ministoria della rivoluzione industriale: 1. il vapore e il treno 2. lorganizzazione di fabbrica 3. i bambini nelle miniere di carbone...se fosse una ministoria della rivoluzione industriale: 1. il vapore e il treno 2. lorganizzazione di fabbrica 3. i bambini nelle miniere di carbone ministoria delle simulazioni ad agenti

6 1. la programmazione ad oggetti 2. i personal computer oltre la soglia dei megahertz 3. swarm, la fabbrica delle simulazioni 1. la programmazione ad oggetti 2. i personal computer oltre la soglia dei megahertz 3. swarm, la fabbrica delle simulazioni

7 1. la programmazione ad oggetti 2. i personal computer oltre la soglia dei megahertz 3. swarm, la fabbrica delle simulazioni 1. la programmazione ad oggetti 2. i personal computer oltre la soglia dei megahertz 3. swarm, la fabbrica delle simulazioni ministoria delle simulazioni ad agenti

8 ... la programmazione ad oggetti... istruzione Start istruzione Stop programmazione procedurale programmazione ad oggetti Nome File Tipo File Cartella... annulla... salva titolo di studio struttura familiare reddito preferenze scelte scolastiche offerta di lavoro offerta di lavoro... scelte familiari

9 ministoria delle simulazioni ad agenti... la fabbrica di swarm... Obiettivo degli ideatori di swarm: Evitare che il ricercatore debba affrontare tutte le questioni informatiche coinvolte nella costruzione di sistemi artificiali simulati. Cosa include swarm: un motore (il kernel) in grado di far girare le simulazioni una libreria di tools utili per limplementazione di simulazioni una libreria di simulazioni di esempio Cosa include swarm: un motore (il kernel) in grado di far girare le simulazioni una libreria di tools utili per limplementazione di simulazioni una libreria di simulazioni di esempio Che cosè swarm: È un pacchetto software per simulare sistemi complessi. Permette di costruire e osservare il funzionamento di mondi simulati, popolati da agenti dotati di caratteristiche e regole proprie che interagiscono tra loro.

10 metodologia delle simulazioni intro: le quattro congetture Sinonimo di filosofia della scienza, dal greco mèthodos, ciò che sta al di sopra della strada. Guardiamo le simulazioni dallalto: sono una delle possibili strade che un ricercatore può percorrere per produrre conoscenza scientifica? Sinonimo di filosofia della scienza, dal greco mèthodos, ciò che sta al di sopra della strada. Guardiamo le simulazioni dallalto: sono una delle possibili strade che un ricercatore può percorrere per produrre conoscenza scientifica? metodologia delle simulazioni intro: le quattro congetture

11 1 (la congettura iper-scettica) qualunque risultato interessante può essere stabilito con le tecniche usuali: Non abbiamo bisogno delle simulazioni. 2 (lipotesi della matita) sono uno strumento simpatico ma utile al più nel buttare giù gli appunti. 3 (lipotesi del consulente) sono uno strumento raffinato che aiuta lo studioso in momenti importanti della sua ricerca. 4 (quella giusta) offrono una metodologia altrettanto solida e logicamente fondata che i principali competitori. metodologia delle simulazioni intro: le quattro congetture

12 1 Il punto di partenza: I risultati delle simulazioni non sono altrettanto generali quanto quelli di un teorema 2 Ma il contributo di conoscenza portato da un teorema sta nelle relazioni causali che definisce. 3 Dimostrare un teorema è un modo efficace di stabilire un nesso causale, ma non è lunico. La replicabilità delle simulazioni fornisce lo stesso risultato. metodologia delle simulazioni intro: le quattro congetture Tesi Le simulazioni offrono una metodologia altrettanto solida e logicamente fondata che i principali competitori.

13 metodologia delle simulazioni homo analyticus vs homo ACE y = f(x)!! La mattina, scrive con delle formule matematiche tutte le ipotesi di un nuovo modello Passa il pomeriggio a fare derivate, integrali e a sostituire variabili La sera, stanco ma soddisfatto, pubblica un nuovo teorema La mattina, scrive con delle formule matematiche tutte le ipotesi di un nuovo modello Passa il pomeriggio a fare derivate, integrali e a sostituire variabili La sera, stanco ma soddisfatto, pubblica un nuovo teorema La mattina (verso mezzogiorno) gli viene in mente un mega modello in cui si simulano tutto e tutti Passa il pomeriggio a scrivere pagine e pagine di codice, e a fare debugging Passa la sera e tutta la notte a guardare grafici colorati sul monitor del computer La mattina (verso mezzogiorno) gli viene in mente un mega modello in cui si simulano tutto e tutti Passa il pomeriggio a scrivere pagine e pagine di codice, e a fare debugging Passa la sera e tutta la notte a guardare grafici colorati sul monitor del computer

14 Perché ci piacciono i teoremi PY = vM Perché sono chiari... Legge: M > Y P > 0 Condizioni iniziali: M > Y Explanandum: P > 0...e ci forniscono spiegazioni scientifiche chiare e rigorose Cosa abbiamo con le simulazioni pagine e pagine di codice pagine e pagine di risultati metodologia delle simulazioni homo analyticus vs homo ACE

15 Spiegazione nomologico-deduttiva: Dato un explanandum E, trovare una legge L e delle condizioni iniziali C tali che L C E (Hempel and Oppenheim, 1948) Spiegazione nomologico-deduttiva: Dato un explanandum E, trovare una legge L e delle condizioni iniziali C tali che L C E (Hempel and Oppenheim, 1948) Lombra dellalbero E:lombra è lunga l L:l = h / tan( ) C:lelevazione del sole è, laltezza dellalbero è h Lalbero dellombra E:lalbero è alto h L:h = l tan( ) C: lelevazione del sole è, la lunghezza dellombra è l Una spiegazione del calo delle nascite E: Nellanno t i nati sono N(t) L: N(t) = ARIMA(p, d, q) C: N(t-1), N(t-2),..., N(t-p) metodologia delle simulazioni leggi e spiegazione causale

16 metodologia delle simulazioni leggi e spiegazione causale Se una teoria ha successo non è in virtù del fatto che è stato scritto sotto forma di formule e teoremi, ma perché ha evidenziato ed esplorato un nesso causale interessante. Le formule e i teoremi sono lunico modo per evidenziare ed esplorare nessi causali?

17 Le simulazioni ad agenti sono un metodo valido per stabilire nessi causali? Per rispondere, abbiamo bisogno di una definizione di causa metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale Definizione forte: si dice che C causa E se C è condizione necessaria e sufficiente perché si verifichi E

18 Le simulazioni ad agenti sono un metodo valido per stabilire nessi causali? Per rispondere, abbiamo bisogno di una definizione di causa Definizione forte: si dice che C causa E se C è condizione necessaria e sufficiente perché si verifichi E metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale Spiegazione causale: Dato un explanandum E, si dice che C causa E se C è una condizione in sé non sufficiente, ma parte necessaria di un gruppo di condizioni non necessarie ma sufficienti perché si verivichi E. La cosidetta condizione INUS. (John L. Mackie, 1962)... esistono definizioni meno esigenti...

19 Lesempio di Mackie. Cosa vuol dire che un corto circuito ha causato un incendio: Lesempio di Mackie. Cosa vuol dire che un corto circuito ha causato un incendio: Il corto circuito da solo non è sufficiente... I...ma è un elemento necessario ad un insieme di condizioni... N...che – ancorché non necessario –... U...è sufficiente a causare lincendio. s corto circuito clima caldo e secco mobili vicino alla presa... metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale

20 Il modello di segregazione di Schelling. Tesi: Se osserviamo segregazione razziale nelle città, questo non vuol dire automaticamente che le persone sono razziste. Il modello di segregazione di Schelling. Tesi: Se osserviamo segregazione razziale nelle città, questo non vuol dire automaticamente che le persone sono razziste. forte preferenza per non avere vicini diversi prima o poi si cambia casa quando si cambia casa si valuta chi saranno i nuovi vicini metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale razzismo segregazione

21 Il modello di segregazione di Schelling. Tesi: Se osserviamo segregazione razziale nelle città, questo non vuol dire automaticamente che le persone sono razziste. Il modello di segregazione di Schelling. Tesi: Se osserviamo segregazione razziale nelle città, questo non vuol dire automaticamente che le persone sono razziste. leggera preferenza per non avere vicini diversi prima o poi si cambia casa quando si cambia casa si valuta chi saranno i nuovi vicini metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale pigrizia segregazione

22 metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale Concorrenza perfetta + massimizzazione dellutilità + tatônnement walrasiano = _________________________________ i mercati sono allocativamente efficienti (la rendita effettiva del consumatore è uguale alla rendita potenziale) Concorrenza perfetta + massimizzazione dellutilità + tatônnement walrasiano = _________________________________ i mercati sono allocativamente efficienti (la rendita effettiva del consumatore è uguale alla rendita potenziale) Il modello di asta con ZI traders, Gode e Sunder (1993). Tesi: Il fatto che un mercato sia allocativamente efficiente non vuol dire che gli individui siano razionali e ottimizzanti. Il modello di asta con ZI traders, Gode e Sunder (1993). Tesi: Il fatto che un mercato sia allocativamente efficiente non vuol dire che gli individui siano razionali e ottimizzanti.

23 compra e vende in base ad un processo di ottimizzazione si compra e vende sotto un vincolo di bilancio la compra vendita avviene in mercati strutturati metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale homo economicus efficienza Il modello di asta con ZI traders, Gode e Sunder (1993). Tesi: Il fatto che un mercato sia allocativamente efficiente non vuol dire che gli individui siano razionali e ottimizzanti. Il modello di asta con ZI traders, Gode e Sunder (1993). Tesi: Il fatto che un mercato sia allocativamente efficiente non vuol dire che gli individui siano razionali e ottimizzanti.

24 Il modello di asta con ZI traders, Gode e Sunder (1993). Tesi: Il fatto che un mercato sia allocativamente efficiente non vuol dire che gli individui siano razionali e ottimizzanti. Il modello di asta con ZI traders, Gode e Sunder (1993). Tesi: Il fatto che un mercato sia allocativamente efficiente non vuol dire che gli individui siano razionali e ottimizzanti. compra e vende in modo del tutto casuale si compra e vende sotto un vincolo di bilancio la compra vendita avviene in mercati strutturati metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale ZI trader efficienza

25 Allocative efficiency of a double auction derives largely from its structure, independent of traders motivation, intelligence, or learning. Adam Smiths invisible hand may be more powerful than some may have thought; it can generate aggregate rationality not only from individual rationality but also from individual irrationality. Dhananjay K. Gode e Shyam Sunder, Allocative efficiency of Markets with Zero-Intelligence Traders: Market as a Partial Substitute for Individual Rationality, Journal of Political Economy, Allocative efficiency of a double auction derives largely from its structure, independent of traders motivation, intelligence, or learning. Adam Smiths invisible hand may be more powerful than some may have thought; it can generate aggregate rationality not only from individual rationality but also from individual irrationality. Dhananjay K. Gode e Shyam Sunder, Allocative efficiency of Markets with Zero-Intelligence Traders: Market as a Partial Substitute for Individual Rationality, Journal of Political Economy, metodologia delle simulazioni simulazioni e spiegazione causale

26 ... E IBE, Inference to the best explanation, McIlraith (1998)... le buone prassi

27 ... E le buone prassi

28 ... E le buone prassi

29 Le buone prassi 1 Non reinventare la ruota: 1.1 Fondamento sulla letteratura 1.2 Utilizzo di codice o implementazioni già esistenti 1 Non reinventare la ruota: 1.1 Fondamento sulla letteratura 1.2 Utilizzo di codice o implementazioni già esistenti 2 La replicabilità è tutto 3 Analisi di sensitività dei risultati le buone prassi


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