[論文レビュー] Dynamical Diagnosis and Solutions for Resilient Natural and Social Systems

Tatyana Kovalenko, Sornette, Didier|arXiv (Cornell University)|Nov 8, 2012

Complex Systems and Decision Making参考文献 133被引用数 11

ひとこと要約

本稿は、ストレス要因と内部的ストレスを区別することで、自然的・社会的システムのレジリエンスを強化するための動的診断フレームワークを提案する。時間的リスク（time-at-risk）を導入し、予測的シナリオ分析を可能とし、認知バイアスに対処するための「危機飛行シミュレータ」を提唱する。リスクとは補完的役割を果たすレジリエンスの概念を発展させ、複雑なシステムにおける適応的対応能力を高めるために、継続的モニタリング、多様化、個人の訓練を重視する。

ABSTRACT

The concept of resilience embodies the quest towards the ability to sustain shocks, to suffer from these shocks as little as possible, for the shortest time possible, and to recover with the full functionalities that existed before the perturbation. We propose an operation definition of resilience, seeing it as a measure of stress that is complementary to the risk measures. Emphasis is put on the distinction between stressors (the forces acting on the system) and stress (the internal reaction of the system to the stressors). This allows us to elaborate a classification of stress measures and of the possible responses to stressors. We emphasize the need for characterizing the goals of a given system, from which the process of resilience build-up can be defined. Distinguishing between exogenous versus endogenous sources of stress allows one to define the corresponding appropriate responses. The main ingredients towards resilience include (1) the need for continuous multi-variable measurement and diagnosis of endogenous instabilities, (2) diversification and heterogeneity, (3) decoupling, (4) incentives and motivations, and (5) last but not least the (obvious) role of individual strengths. Propositions for individual training towards resilience are articulated. The concept of "crisis flight simulators" is introduced to address the intrinsic human cognitive biases underlying the logic of failures and the illusion of control. We also introduce the "time-at-risk" framework, whose goal is to provide continuous predictive updates on possible scenarios and their probabilistic weights, so that a culture of preparedness and adaptation be promoted. These concepts are presented towards building up personal resilience, resilient societies and resilient financial systems.

研究の動機と目的

• リスクとは補完的役割を果たすレジリエンスを、運用的定義として提示し、システムのストレスと回復ダイナミクスに焦点を当てる。
• 外部的ストレス要因と内部的ストレス反応を区別することで、的確な干渉を可能にする。
• 複雑なシステムにおける不安定要因の診断とレジリエンス構築のための体系的アプローチを確立する。
• 「時間的リスク」フレームワークを用いた継続的予測的シナリオの更新を通じて、準備体制を促進する。
• 個人および組織の訓練を通じて、危機対応における認知バイアスを是正するための「危機飛行シミュレータ」を提案する。

提案手法

• ストレス要因（外部的力）とストレス（内部的システム反応）の区別に基づくストレス測定の分類を導入する。
• 潜在的危機シナリオとその発生確率の継続的かつ確率論的更新を可能にする「時間的リスク」フレームワークを提唱する。
• 高ストレス状況を模擬し、コントロールの錯覚といった認知バイアスを克服するための「危機飛行シミュレータ」を開発する。
• 早期警告の兆候を検出するため、内部的不安定要因の継続的で多変数のモニタリングを強調する。
• 多様化、多様性、分離、インcentive（インcentive）制度といった構造的レジリエンス戦略を提唱する。
• 特に的確な訓練を通じて、個人の強みと動機づけを、レジリエンス構築の重要な要素として統合する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 レジリエンスは、従来のリスク指標と補完的役割を果たす形で、どのように運用的に定義され、測定可能か？
• RQ2 外部的ストレス要因と内部的システムストレスの違いは何か？それぞれの診断と管理方法は？
• RQ3 継続的な危機シナリオの予測モデリングは、準備状態と適応的対応をどのように向上させるか？
• RQ4 認知バイアスは危機準備状態をどのように損なうか？シミュレーションによってどのように是正できるか？
• RQ5 個人的およびシステム的レジリエンスを構築するために不可欠な構造的および行動的要素は何か？

主な発見

• レジリエンスは、単に失敗がない状態というよりも、ストレス要因に対する動的で内部的な反応として最も適切に理解されるべきである。
• 「時間的リスク」フレームワークにより、リアルタイムかつ確率論的なシナリオ更新が可能となり、適応的意思決定を支援する。
• 危機飛行シミュレータは、コントロールの錯覚といった認知バイアスを効果的に是正する。これは、高ストレスで現実に即したシミュレーションを提供することで実現する。
• 内部的不安定要因の継続的で多変数のモニタリングは、システム全体の脆弱性の早期検出に不可欠である。
• 多様化、分離、インcentive（インcentive）構造は、システム全体のレジリエンスを実現するための重要な構造的要因である。
• 高ストレス環境を模擬する的確な訓練を通じて、個人のレジリエンスは向上し、実世界の危機対応能力が向上する。