[論文レビュー] Information Society: Modeling A Complex System With Scarce Data

Noemí Luján Olivera, A. N. Proto+1 more|arXiv (Cornell University)|Jan 7, 2012

Opinion Dynamics and Social Influence被引用数 3

ひとこと要約

本稿は、統計物理学の道具を用いて情報社会を複雑系としてモデル化している。具体的には、デジタル格差にはイジング模型を、インターネットガバナンスには一般化されたロトカ＝ヴォルテラ模型を適用し、外部場としての政策介入が、限られた実証データのもとでも、社会的状態を包摂的で協力的な方向へシフトさせられることを示している。

ABSTRACT

Considering electronic implications in the Information Society (IS) as a complex system, complexity science tools are used to describe the processes that are seen to be taking place. The sometimes troublesome relationship between the information and communication new technologies and e-society gives rise to different problems, some of them being unexpected. Probably, the Digital Divide (DD) and the Internet Governance (IG) are among the most conflictive ones of internationally based e-Affairs. Admitting that solutions should be found for these problems, certain international policies are required. In this context, data gathering and subsequent analysis, as well as the construction of adequate physical models are extremely important in order to imagine different future scenarios and suggest some subsequent control. In the main text, mathematical modelization helps for visualizing how policies could e.g. influence the individual and collective behavior in an empirical social agent system. In order to show how this purpose could be achieved, two approaches, (i) the Ising model and (ii) a generalized Lotka-Volterra model are used for DD and IG considerations respectively. It can be concluded that the social modelization of the e-Information Society as a complex system provides insights about how DD can be reduced and how the a large number of weak members of the IS could influence the outcomes of the IG.

研究の動機と目的

• 情報社会のような複雑な社会技術的システムを研究する際の信頼できるデータの不足に対処すること。
• デジタル格差（DD）とインターネットガバナンス（IG）を、政策介入を要するシステム的課題として分析すること。
• 包括的で実証的なデータが不足する状況においても、エージェント行動に及ぼす政策効果をシミュレートするモデルフレームワークを開発すること。
• 複雑系ツールが政策の成果を予測し、包摂的で開発志向の戦略を導くのにどう寄与できるかを示すこと。
• 構造的力が強くない弱いエージェントが、連携行動を通じてガバナンスの結果に影響を及べる可能性を示すこと。

提案手法

• 社会的ネットワーク内の個々のエージェントを表すために、ホアンのイジングモデルを採用し、状態+1（参加）と-1（非参加）が情報社会への参加状態を反映する。
• 政策介入の代理として外部場（H）を導入し、上からの施策がエージェントの状態をどのようにシフトさせるかをシミュレートする。
• 旧エージェントと新エージェントの間の競争的・協力的ダイナミクスをモデル化するために、一般化されたロトカ＝ヴォルテラ多エージェント系を用いる。
• 最近接結合を伴う2次元格子上でのエージェント相互作用をシミュレートし、相転移や安定配置を可能にする。
• 時間系列シミュレーションを適用し、異なる政策強度（H = 1、H = 2）のもとでのエージェント状態（参加／非参加）の進化を追跡する。
• 新エージェント間の協力率（50%から100%まで変化）を変化させ、システム全体の結果に及ぼす集団的影響を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 限られた実証データのもとで、複雑な社会的システムにおける政策介入をどのようにモデル化できるか。
• RQ2 イジングモデルは、デジタル格差のダイナミクスと包摂的政策の影響をどの程度正確にシミュレートできるか。
• RQ3 新エージェント間の協力水準の違いが、インターネットガバナンスシステムの安定性と結果にどのように影響するか。
• RQ4 構造的力が強くない弱いエージェントが、支配的な構造的力を持たない状況でも、集団的にガバナンスの結果に影響を及べる可能性はあるか。
• RQ5 政策強度（外部場としてモデル化）が、包摂的で協力的な方向への社会的状態のシフトに果たす役割は何か。

主な発見

• イジングモデルは、限られたデータのもとでも、格差の大きい断片的で不平等な状態から、政策介入（外部場H）のもとでより包摂的な状態への移行を成功裏にシミュレートした。
• H = 1の場合、参加しているエージェント（'in'エージェント）の数は時間経過とともに増加し、排除の低減に向けた政策の有効性が示された。
• H = 2の場合、システムは安定した高包摂的配置に達し、より強い政策がより速く完全な統合をもたらすことを示した。
• ロトカ＝ヴォルテラモデルは、新エージェントの100%が協力する場合、旧エージェントが競争的である間でも、システムが協力的レジームに安定することを明らかにした。
• 新エージェント間の協力が高まることで、システムの不安定性が低下し、安定的で包摂的な結果への収束が加速することがモデルで示された。
• シミュレーションは、弱いエージェント（新規参入者）が集団的にシステムの均衡をシフトさせられることを示しており、インターネットガバナンスにおける下からの影響の道筋を示唆している。