Je leest:

Evolutie in computer leidt tot betere economische beslissingen

Evolutie in computer leidt tot betere economische beslissingen

Beleidsmakers en managers hebben dagelijks met complexe vraagstukken te maken. Floortje Alkemade, onderzoeker op het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) in Amsterdam en de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), ontwierp een kunstmatige mini-maatschappij waarmee het effect van maatregelen of ontwikkelingen kan worden ingeschat.

Keuzes van mensen spelen een cruciale rol in economie en beleid. Helaas laat keuzegedrag zich maar moeilijk voorspellen. Veel economische modellen gaan uit van actoren die alle mogelijkheden overzien en daar rationeel de beste keuze uit maken. In werkelijkheid hebben mensen meestal beperkte informatie en ook niet de tijd om alles af te wegen. Ook interactie is niet altijd realistisch gemodelleerd. Zo veronderstellen modellen vaak onterecht dat actoren onderling met iedereen contact kunnen en willen leggen. Economen zijn zich steeds meer bewust geworden van deze beperkingen, maar kunnen vaak moeilijk rekenen met complexere, realistische modellen.

In haar promotieonderzoek keek Floortje Alkemade naar een alternatieve strategie. In plaats van de vraagstukken analytisch te benaderen, simuleert zij ze met behulp van een kunstmatige samenleving bevolkt door software agenten. Agenten zijn kleine computerprogramma’s die zelfstandig taken kunnen uitvoeren. Door ze op de juiste manier te programmeren, gedragen de agenten zich als producenten of consumenten. In deze omgeving speelt Alkemade scenario’s na om in te schatten hoe beleidsmaatregelen en veranderingen in de wereld de keuzes van mensen beïnvloeden.

Sociale computersimulaties kennen we eigenlijk voornamelijk uit computerspellen als ‘the SIMS’…

Noodzakelijke voorwaarde voor een bruikbare simulatie is dat de agenten realistisch keuzegedrag vertonen. Alkemade gebruikt hiervoor evolutionaire algoritmes. Iedere agent heeft een strategie, een digitale code waarin is vastgelegd welke keuzes hij maakt in een bepaalde situatie. Continu vormen zich nieuwe strategieën door mutaties en kruisingen van de codes, ook wel chromosomen genoemd. Tegelijkertijd is de omgeving zo ingericht dat zwakke strategieën uitsterven. Op deze manier ontstaat een kunstmatige evolutie waarin alleen de goede strategieën overleven.

Net als echte mensen moeten de agenten beslissingen nemen op basis van onvolledige informatie. Door de evolutionaire algoritmes kunnen ze leren om hiermee om te gaan, bijvoorbeeld door het gebruik van vuistregels. Alkemades aanpak maakt het ook mogelijk om andere vormen van interactie te bestuderen, bijvoorbeeld door de agenten te organiseren in zogenaamde small world networks. Deze structuur bestaat uit enkele clusters van agenten die nauw contact hebben met elkaar. Buiten hun eigen cluster kennen ze maar een paar andere agenten. Uit veel onderzoek blijkt dat small world networks een betere benadering zijn van sociale netwerken dan de klassieke economische modellen waarin iedereen elkaar even goed kent.

‘Game of Life’Ondanks de misleidende naam is ‘Game of Life’ niet zomaar een spelletje…‘Game of Life’ werd in 1970 uitgevonden door de Engelse wiskundige John Conway en kent (in tegenstelling tot bijvoorbeeld Risk) geen winnaars, verliezers, of zelfs spelers. Er zijn wel spelregels.Het spel begint met een aantal ingekleurde cellen. Het bord op elk moment heet een generatie. Om van de ene generatie naar de opvolgende te komen, gebruik je de spelregels om te bepalen of een cel ‘levend’ (gekleurd), danwel ‘dood’ (blanco) is. Hierbij gelden de volgende regels:A. Als een cel 2 of 3 levende buurcellen heeft, blijft deze cel de volgende generatie ook levenB. Als een cel 4 of meer levende buurcellen heeft, gaat deze cel dood door ‘overbevolking’.C. Als een cel minder dan 2 ‘levende’ buurcellen heeft, gaat de cel dood van eenzaamheid.D. Als een dode cel precies 3 ‘levende’ buurcellen heeft, wordt de dode cel inde volgende generatie ‘herboren’.Laat het ‘spel’ een tijdje draaien en je zult zien dat er na een aantal generaties een ‘populatie’ ontstaat die constant veranderd onder z’n eigen ‘evolutionaire’ regels. Patronen van cellen blijken zichzelf in stand te houden of voor te planten!Klinkt misschien niet al een heel spannend spel, maar omdat de ‘Game of Life’ onder een soort van ’ evolutionaire druk’ zichzelf reguleert, zou je kunnen zeggen dat John Conway als eerste een ‘levensechte simulatie’ heeft weten te maken…

Aan de hand van haar simulaties concludeert Alkemade onder meer dat tussenhandelaren wel degelijk winstgevend kunnen zijn in een markt waar consumenten producten direct bij de fabrikant kunnen kopen via internet. Hun kennis van de markt geeft tussenpersonen een voorsprong op de consument voor wie het veel moeilijker is om overzicht te houden. Alkemades systeem kan ook inzicht geven in sociale kwesties. De recente discussie over beleidmaatregelen om de vorming van zwarte scholen te voorkomen is volgens haar een goed voorbeeld waar simulaties nuttig kunnen zijn.

Donderdag 7 oktober verdedigt Floortje Alkemade haar proefschrift.

Dit artikel is een publicatie van Centrum Wiskunde & Informatica (CWI).
© Centrum Wiskunde & Informatica (CWI), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 30 september 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.