Desastres naturales: los modelos informáticos imaginan el comportamiento humano

El cambio climático ya ha duplicado el número de desastres naturales en veinte años. Esta declaración de la ONU no augura nada bueno para el futuro. Los desastres naturales se multiplicarán en los próximos años, causando graves daños materiales y económicos, así como pérdidas humanas. Para anticipar mejor los desastres y sus impactos en nuestras sociedades, los científicos utilizan modelos informáticos que reproducen sus efectos en un territorio determinado. Además de modelar eventos naturales, también es fundamental estar interesado en el comportamiento humano durante estos episodios. Predecir el comportamiento humano en cualquier situación es arriesgado, pero una de las formas de comprenderlo mejor es también mediante el uso de modelos informáticos.

Modelar el comportamiento humano durante eventos naturales es la especialidad de Patrick Taillandier, director de investigación en ciencias de la computación del INRAE. Trabaja con modelado y simulación basados ​​en agentes, un enfoque que combina computación e inteligencia artificial. En un mundo virtual, los agentes tienen y evolucionan con características y comportamientos específicos para el momento del incidente. Si esta simulación tiene lugar en la carretera, entonces las entidades tendrán, por ejemplo, características de este tipo: una posición en el espacio, una velocidad, cumplimiento o no de los límites de velocidad o incluso una descripción de su comportamiento en la carretera. Estas características aplicadas a los agentes son determinadas por especialistas en función de los sujetos, como los investigadores, o por los actores representados en el modelo. Cada modelo o simulación responde a una pregunta específica.

La simulación basada en agentes es un método de inteligencia artificial menos conocido que aprendizaje automático o más generalmente de Ciencia de los datos. Tiene la ventaja de ser fácil de entender para todos los científicos que trabajan en un proyecto de modelado. Además, logra tener en cuenta toda la heterogeneidad del mundo, en particular los diferentes comportamientos, incluso contradictorios, de los agentes. Por otro lado, es particularmente complicado de implementar con cálculos, especialmente cuando se tienen en cuenta millones de agentes, y requiere mucho conocimiento y datos para ser lo más realistas posible. La simulación basada en agentes es, en última instancia, una simulación que los científicos tienden a utilizar cada vez más.

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Una plétora de futuros posibles

Todos los modelos, por definición, están equivocados. Un modelo es sobre todo una ayuda para la reflexión, te permite explorar cosas en las que nadie hubiera pensado. Es una herramienta para predecir lo que podría suceder en un futuro potencial entre otras innumerables posibilidades. “Lo que nos interesa no es predecir lo que sucederá, sino lo que podría suceder. Absolutamente no tengo la intención de predecir el futuro. »Dice Patrick Taillandier. Este informático trabaja a menudo con su equipo en cuestiones que aún no se han elaborado. Recientemente estudiaron el modelado de grandes inundaciones en La Ciotat, donde esto no ha sucedido en un tiempo. Su trabajo consistió en evaluar el impacto de las inundaciones en una población poco consciente de los riesgos y poco informada sobre el comportamiento correcto a aplicar. También querían saber si el trabajo de prevención mejora la seguridad personal y la gestión de riesgos.

El comportamiento de las personas depende principalmente de la naturaleza del riesgo. El comportamiento será significativamente diferente entre una explosión nuclear y una inundación. Sin embargo, la constante es que una persona mejor informada y consciente del peligro limita los riesgos durante los fenómenos meteorológicos extremos. Para que un modelo de comportamiento humano sea más detallado, es necesario integrar cuatro componentes: la cognición de un agente, sus emociones, sus relaciones sociales y su capacidad para respetar los estándares. La cognición de un agente se utiliza en los modelos gracias a la herramienta PDI (Intuitive Decision Making). El PDI le permite describir en un alto nivel las acciones de una persona, de acuerdo con sus creencias, deseos e intenciones. Frente a un fuego, la persona que cree ver un fuego tiene el deseo y la intención de huir del fuego. Sin embargo, cada persona puede tener diferentes creencias falsas sobre su entorno o deseos conflictivos, como querer proteger y evacuar su hogar. La dimensión emocional en los modelos informáticos es compleja de implementar. Está sujeto a muchas teorías. Además, la cognición de un individuo desencadenará diferentes emociones en diferentes situaciones y también es importante considerar el contagio emocional: la adaptación de las emociones a las de los demás. Patrick Taillandier a menudo retoma el trabajo de otros investigadores que ya han formalizado los conceptos por computadora. Finalmente, los modelos informáticos describen las relaciones sociales entre dos personas gracias a estas cuatro relaciones: dominación, aprecio, familiaridad y solidaridad.

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Un enfoque multidisciplinario

La mayoría de los modelos se basan en el comportamiento observado en desastres naturales anteriores. Los sociólogos suelen entrevistar a ciertas víctimas después de los hechos para comprender y explicar mejor sus acciones. Los análisis de los sociólogos son esenciales para los científicos informáticos que desean construir modelos realistas de comportamiento humano. “No soy un experto en comportamiento humano, en cambio, si se me presentan teorías de psicología, soy capaz de formalizarlas e integrarlas en un modelo computacional. »Destaca el director de investigación informática del INRAE. “El trabajo que hacemos en simulación es un trabajo multidisciplinario, no destinado a ser realizado por un informático solo en su esquina. Todos, por tanto, aportarán su conocimiento y disciplina. “

El modelado por computadora se utilizará cada vez más, pero “para capturar la complejidad del mundo, tenemos que confiar en modelos más integrados, compuestos por muchos submodelos. »Concluye Patrick Taillandier. La complejidad del mundo exige que hagamos un mundo que creamos desde cero, irónico, ¿no es así?

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