6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 1 copertina Pietro Terna Dipartimento di scienze.

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1 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 1 copertina Pietro Terna terna@econ.unito.it Dipartimento di scienze economiche e finanziarie G.Prato Università di Torino - Italia Master in Economia e politica sanitaria 2007-2008 Simulazione per la sanità – presentazione web.econ.unito.it/terna

2 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 2 _______________________________________ Un libro recente _______________________________________

3 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 3 Pietro Terna, Riccardo Boero, Matteo Morini, Michele Sonnessa (a cura di) (2006), Modelli per la complessità - La simulazione ad agenti in economia, il Mulino, Bologna Per lindice ed il software di base: abm.econ.unito.it

4 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 4 _Esperimento mentale e sim. ad agenti _______________________________________ Simulazione ad agenti _______________________________________

5 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 5 Rappresentiamo in modo computabile la complessità del mondo reale

6 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 6 _Esperimento mentale e sim. ad agenti _______________________________________ Esperimenti mentali e simulazione ad agenti _______________________________________

7 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 7 La simulazione, come branca della ricerca operativa, è lo strumento per realizzare, con l'ausilio dell'informatica, modelli flessibili della realtà che possono essere utilizzati nel computer Lo scopo è quello di descrivere e analizzare un sistema complesso con l'obiettivo di verificarne il funzionamento in presenza di condizioni particolari o di cambiamenti desiderati simulazione come strumento per …

8 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 8 interazione molecolare e proteine la forma delle proteine, come effetto delle forze di attrazione e repulsione a livello intramolecolare nelle catene di aminoacidi simulazione di una forma complessa sulla base di regole elementari da www.stanford.edu/group/pandegroup/folding/ la più piccola proteina immaginabile

9 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 9 I modelli proposti sono popolati da agenti che agiscono e interagiscono (tra loro e con lambiente) e che eventualmente modificano il proprio comportamento sulla base dellapprendimento La costruzione di questo tipo di modelli è semplificata dalluso di protocolli di programmazione ad oggetti qual è Swarm (www.swarm.org) e dalladozioni di schemi di riferimento che chiariscano il ruolo dellambiente, degli agenti, delle loro regole di comportamento e le modalità di modificazione di tali regole (sistemi di produzione o sistemi esperti, reti neurali, sistemi a classificatori, algoritmi genetici, …) simulazione con agenti

10 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 10 interazione tra individui da www.icosystem.com/ pt A B pt pensa che A lo difenda da B oppure di dover difendere A da B animazione

11 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 11 da www.rennard.org/alife/english/antsgb.html animazione Inserire un ostacolo, ad esempio … (fare clic) __ formiche

12 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 12 _Modelli ______________________________________ Modelli ______________________________________

13 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 13 simulazione e modelli con agenti La simulazione con luso del computer come via per compiere esperimenti mentali complessi, ma anche per descrivere la complessità della realtà simulazione = modelli con agenti discussione

14 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 14 modelli modelli letterario-descrittivi modelli matematico-statistici modelli di simulazione nel computer Per approfondire, dal mio sito: N.Gilbert, P.Terna (2000), How to build and use agent-based models in social science, Mind & Society, no. 1, pp.57-72. La costruzione di modelli di simulazione, fondati su agenti autonomi interattivi e applicati alla ricerca nelle scienze sociali, ma anche alla realtà aziendale, può procedere ad esempio utilizzando la metodologia proposta dalla biblioteca di funzioni denominata Swarm (www.swarm.org). Gli agenti possono essere costruiti sulla base di regole o di strutture adattive (reti neurali, classifier system, …).

15 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 15 _Metodologie di simulazione _______________________________________ Metodologie di simulazione _______________________________________ discussione

16 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 16 simulazione Simulazione strategica, system dynamics, http://sysdyn.clexchange.org/ (MIT System Dynamics in Education Project) Simulazione con agenti, la nostra, D. Parisi (2001), Simulazioni - La realtà rifatta nel computer. Mulino, Bologna L. Tesfatsion (2001), Agent-Based Computational Economics: Growing Economies from the Bottom Up. ISU Economics Working Paper, n. 1, http://www.econ.iastate.edu/tesfatsi/acealife.pdf; in generale, http://www.econ.iastate.edu/tesfatsi/ace.htm Simulazione di processo o a eventi discreti Un bel confronto a http://www.xjtek.com/files/papers/fromsystemdynamics2004.pdf

17 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 17 _Simulazione e rappresentazione della realtà _______________________________________ Caratteristiche comuni della simulazione nella rappresentazione della realtà _______________________________________

18 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 18 specificazione con Burton (2001), tre caratteri della simulazione Specificazione la simulazione richiede la specificazione del mondo che stiamo studiando, semplice o complesso la costruzione di un modello di simulazione nonconsente di immaginare scatole nere di cui trascurare il contenuto anzi, impone la formulazione di ipotesi da verificare in ogni parte del modello con la simulazione introduciamo specificazioni di comportamento molto dettagliate, non ipotesi generali di comportamento (es. ottimizzante in presenza di vincoli)

19 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 19 versatilità con Burton (2001) Versatilità con un modello ben costruito possiamo svolgere test su ipotesi, esplorare nuove idee, generare basi di dati, costruire mondi più ampi di quello reale evolvere popolazioni di agenti e di regole

20 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 20 efficienza con Burton (2001) Efficienza risultati utili con sforzi minori di quelli richiesti dagli esperimenti (difficoltà nella conduzione degli esperimenti in economia) (o dalla ricerca di dati sul campo) inoltre consente di seguire cammini multipli, di esplorare possibilità evolutive, di ipotizzare sequenze temporali di eventi …

21 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 21 Burton R. (2001), Afterword, in A. Lomi e E.R. Larsen (a cura di), Dynamics of Organizations – Computational Modeling and Organization Theories. Menlo Park, CA, AAAI Press / The MIT Press.

22 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 22 _Emergenza e complessità _______________________________________ Emergenza e complessità _______________________________________ discussione

23 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 23 emergenza e complessità (2) Due parole chiave, non sempre ben usate: emergenza e complessità emergenza imprevista o imprevedibile complicato o complesso Emergenza e complessità

24 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 24 emergenza e complessità I fenomeni emergenti e la complessità provare con valori standard; min-max 170-310; min 170

25 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 25 _______________________________________ Camaleonti Idea di Marco Lamieri, sviluppo di Riccardo Taormina _______________________________________

26 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 26

27 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 27

28 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 28 _Autoironia _______________________________________ Giochiamo con i camaleonti (è un gioco?) _______________________________________

29 A caso 6 febbraio 200829Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità

30 Rossi avversi al cambiamento 6 febbraio 200830Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità

31 Anche i Verdi avversi al cambiamento 6 febbraio 200831Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità

32 I Blu pro cambiamento rincorrono gli altri 6 febbraio 200832Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità

33 6 febbraio 200833Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità

34 6 febbraio 200834Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità

35 6 febbraio 200835Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità

36 6 febbraio 200836Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità

37 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 37 _Un problema nostro _______________________________________ Un problema nostro _______________________________________

38 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 38 problema da trattare Il problema della mobilità dei pazienti oncologici Persone che si spostano per ragioni sanitarie indizio di insoddisfazione? correlazione con ragioni di studio e lavoro esigenze di altri familiari indicazione del medico informazioni tra pazienti differenze tra strutture (es. mancanza della radioterapia) età (più mobilità nei giovani) costi sociali costi vivi Più opzioni di cura chi sceglie? chi ha le informazioni? il medico? il paziente? Strutture adeguato numero di interventi attività di ricerca bassa mortalità Soglia minima per gli ospedali al di sotto aumenta la mortalità collegamenti tra ospedali (rinvii a unità più specializzate) Comportamento di un paziente ben informato ben informato da un medico perfettamente informato o … gradi diversi di informazione Problemi di riferimento: El Farol; scelte locali nelle formiche e comportamenti aggregati

39 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 39

40 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 40 _proviamo a programmare _______________________________________ Un altro esempio nostro: la rete di emergenza denominata Patatrac _______________________________________

41 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 41 Programma nesp_r.nlogo, e file pazienti.txt, cdea1.txt, cdea2.txt, nel deposito in linea a web.econ.unito.it/terna/materiale/master_ec_pol_san/ Alessandro Raimondi

42 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 42 Strutture 31 centri periferici 6 centri neurochirurgici

43 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 43 _Casi di applicazione _______________________________________ 118 _______________________________________

44 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 44 118 Torino (tre tesi in linea dal mio sito, http://web.econ.unito.it/terna jES e agenti per costruire centralino posto valutazione sanitaria box ambulanze ambulanze Sistema critico, verificazione di modificazioni Utilizzazione degli avatar per lapprendimento

45 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 45 118 Torino

46 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 46 _Programmazione _______________________________________ Programmazione _______________________________________

47 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 47 la programmazione Come al momento presente non è immaginabile uno scienziato sociale che non abbia basi di matematica, statistica e specificamente di econometria, con laffermarsi della simulazione altrettanto può dirsi della capacità di programmare A quale livello? Ovviamente, usando strumenti evoluti, ma con consapevolezza in merito ai fondamenti della programmazione discussione

48 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 48 programmazione imperativa, dichiarativa, reti neurali programmazione imperativa sequenze di ordini e strumenti per scriverle gli oggetti e i metodi e le metafore del mondo reale programmazione dichiarativa definizioni e motori per applicarle soft computing reti neurali (parallelismo, subsimbolismo, autorganizzazione) algoritmi genetici sistemi a classificatore Strumenti per programmare

49 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 49 imperativa, dichiarativa Programmazione imperativa in C, il calcolo del fattoriale int n=5; float f=1; for (i=2; i<=5; i++) f=f*i; Programmazione dichiarativa in Mathematica (con notazione simile a Prolog), il calcolo del fattoriale fatt[n_]:= n fatt[n-1] fatt[0]=1

50 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 50 intelligenza artificiale Intelligenza artificiale (da programmazione a finalizzazione)

51 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 51 _Reti neurali artificiali _______________________________________ Reti neurali artificiali _______________________________________

52 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 52 neurone Reti neurali artificiali: il neurone

53 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 53 rete neurale Reti neurali artificiali: la rete

54 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 54 rete neurale 2 Formalmente: Per approfondire, dal mio sito: P.Terna (2000a), Economic Experiments with Swarm: a Neural Network Approach to the Self- Development of Consistency in Agents' Behavior, in F. Luna and B. Stefansson (eds.), Economic Simulations in Swarm: Agent-Based Modelling and Object Oriented Programming. Dordrecht and London, Kluwer Academic.

55 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 55 _Lartificiale per capire il reale _______________________________________ Lartificiale (per capire il reale) _______________________________________

56 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 56 agenti artificiali, vita artificiale, mondi artificiali Agenti artificiali Vita artificiale Mondi artificiali

57 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 57 _proviamo a programmare _______________________________________ Proviamo a programmare _______________________________________

58 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 58 Python da python.org Python-2.5.msi; al CORIPE cè la versione 2.2 che per i nostri fini va bene 1+1 a a=1 a print a 2/3 2./3. a=2 b=3 a/b a/float(b) b=3. a/b

59 6 febbraio 2008Master in economia e politica sanitaria - Simulazione per la sanità 59 Python da python.org Python-2.5.msi; al CORIPE cè la versione 2.2 che per i nostri fini va bene b=-1 if b < 0: print "b e negativo" else: print "b e nullo o positivo" RIENTRARE A SINISTRA b=1 RIESEGUIRE SENZA RISCRIVERE range(10) range(1,8,2) for i in range(3): print i print i*10