Grondbeginselen van de zelforganisatie: netwerken
advertisement
Grondbeginselen van de zelforganisatie: netwerken Eric Postma TiCC Universiteit van Tilburg Overzicht • Natuurlijke netwerken en modellen van netwerken • Scale-Free Networks • Small-World Networks • Zelforganisatie van netwerken Natuurlijke netwerken • Sociale netwerken • Internet • Semantische netwerken • Biologische netwerken – Neurale netwerken – Proteïne netwerken Modellen van netwerken • Abstractie: reduceer de elementen in het netwerk tot “knopen” of “knooppunten” en de relaties tot “verbindingen” Scale-Free Networks Scale-Free Networks • Random versus scale free Random (□) and scale free (○) Lineare assen Logarithmische assen Aantal partners… Knoop: email adres Connectie: verzonden email Small-World Networks (semantisch netwerk model) Semantisch netwerk (3 jaar) Semantisch netwerk (4 jaar) Semantisch netwerk (5 jaar) Clustering Coefficient & Characteristic Path Length • Clustering Coefficient (C) – Proportie geassocieerde concepten • Characteristic Path Length (L) – Het gemiddeld aantal associaties tussen twee concepten Voorbeeld citroen zwaartekracht peer appel sinaasappel Newton Einstein Vier typen van netwerken a c b d Karakterisering Type netwerk k C L N-1 Groot Klein <<N Klein Klein <<N Groot Groot <<N Groot Klein Voorbeeld van een semantisch netwerk APPLE PIE PEAR ORANGE TREE CORE FRUIT NEWTON (20) (17) (13) ( 8) ( 7) ( 4) APPLE ISAAC LAW ABBOT PHYSICS SCIENCE (22) (15) ( 8) ( 6) ( 4) ( 3) Small-worldliness (Walsh, 1999) Small-wordliness = C L Crand Lrand Small-Worldliness Small-wordliness 5 4.5 4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Semantic Network Cerebral Cortex Caenorhabditis Elegans Waarom is het semantisch netwerk een small-world netwerk? • TOP 40 van concepten • Gerangschikt van grote naar kleine k (aantal associaties) Semantic top 40 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Concept ME MAN GOOD SEX NO MONEY YES NOTHING WORK PEOPLE FOOD WATER TIME LIFE WHAT LOVE BAD GIRL UP CAR k 1088 1057 871 851 793 763 720 690 690 684 683 676 639 633 623 621 615 575 569 557 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 Concept BLACK HOUSE OUT DEATH HOME NICE RED HARD WHITE NOW OF SCHOOL WOMAN HELP SEA BED PAIN DOG NEVER DOWN k 548 546 537 528 509 502 488 462 457 456 451 450 450 446 443 442 429 424 418 410 Zelforganisatie van netwerken Groei van een scale-free network “The rich get richter” Kennis van netwerken • Marketing – verspreiding van reclame • Economie – afhankelijkheden van bedrijven • Sociale systemen – efficiënte sociale structuren (simulaties) Conclusies • Zelforganiserende netwerken komen veel voor • Small-world networks en scale-free networks zijn de belangrijkste typen van netwerken • Een belangrijk zelforganiserend principe is “the rich get richer” • Kennis van de structuur en het gedrag van netwerken is van belang in vele domeinen • Modellen van zelforganisatie hebben de toekomst ALBERT-LÁSZLÓ BARABÁSI AND ERIC BONABEAU SCALE-FREE NETWORKS SCIENTIFIC AMERICAN, MAY 2003
