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Agentenbasierte Modellierung

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Überblick

Agentenbasierte Modelle sind Computersimulationen, mit denen die Interaktionen zwischen Menschen, Dingen, Orten und Zeit untersucht werden. Es handelt sich um stochastische Modelle, die von unten nach oben erstellt wurden, was bedeutet, dass einzelnen Agenten (häufig Personen in der Epidemiologie) bestimmte Attribute zugewiesen werden. Die Agenten sind so programmiert, dass sie sich auf bestimmte Weise mit anderen Agenten und der Umgebung verhalten und mit ihnen interagieren. Diese Wechselwirkungen erzeugen auftretende Wirkungen, die sich von Wirkungen einzelner Wirkstoffe unterscheiden können. Die agentenbasierte Modellierung unterscheidet sich von traditionellen, regressionsbasierten Methoden dadurch, dass sie wie die Systemdynamikmodellierung die Untersuchung komplexer Systeme ermöglicht, die die Unabhängigkeit von Individuen und Rückkopplungsschleifen in kausalen Mechanismen aufweisen. Es ist nicht auf beobachtete Daten beschränkt und kann verwendet werden, um kontrafaktische oder Experimente zu modellieren, die in der realen Welt möglicherweise unmöglich oder unethisch sind. Allerdings ist die agentenbasierte Modellierung nicht ohne Einschränkungen. Die Datenparameter (wie die Reproduktionsrate bei Infektionskrankheiten) sind in der Literatur oft schwer zu finden. Darüber hinaus kann die Validität des Modells schwer zu beurteilen sein, insbesondere bei der Modellierung unbeobachteter Assoziationen. Insgesamt bieten agentenbasierte Modelle ein zusätzliches Instrument zur Bewertung der Auswirkungen von Expositionen auf die Ergebnisse. Es ist besonders nützlich, wenn Zusammenhänge, Reziprozität und Rückkopplungsschleifen bekannt sind oder vermutet werden oder wenn reale Experimente nicht möglich sind.

Lesungen

Lehrbücher & Kapitel

Denken Sie an Komplexität , von Allen Downy. Nicht für Epidemiologen oder medizinisches Fachpersonal geschrieben, aber dieses ausgezeichnete, lesbare Buch von Allen Downey erklärt und liefert Beispiele für viele der ursprünglichen Theorien und Grundsätze komplexer adaptiver Systeme und agentenbasierter Modellierung, wie zum Beispiel Thomas Schellings Dynamic Models of Segregation, Stephen Wolframs Arbeiten zu zellulären Automaten sowie zu Fraktalen und Spieltheorie. Die Kapitel 1, 2, 6, 7 und 10 sind besonders relevant und interessant. Buch ist kostenlos online.
http://greenteapress.com/complexity/thinkcomplexity.pdf

Wo die Medizin schief gelaufen ist: Den Weg zur Komplexität neu entdecken , von Bruce J West. Weltwissenschaftlicher Verlag; 1. Auflage (9. Oktober 2006).
Obwohl sich dieser Text nicht speziell mit agentenbasierten Modellen befasst, befasst sich dieses interessante Buch mit den potenziellen Fehlern in unserer traditionellen Modellierung vieler physiologischer Prozesse und Krankheitszustände; d.h. in dem Versuch, inhärent komplexeren Systemen eine Gaußsche Normalität aufzuzwingen. Geschrieben für Kliniker, aber ein physikalisches Hintergrundwissen ist sehr hilfreich.

Methodische Artikel

Systemwissenschaftliche Methoden im Gesundheitswesen: Dynamik, Netzwerke und Agenten
Zeitschrift: Jährliche Überprüfung der öffentlichen Gesundheit
Erscheinungsjahr: 2012

Soziale Netzwerkanalyse und agentenbasierte Modellierung in der Sozialepidemiologie
Zeitschrift: Epidemiologische Perspektiven & Innovationen
Erscheinungsjahr: 2012

Kausaldenken und komplexe Systemansätze in der Epidemiologie

Autor(en): S Galea, M Riddle und GA Kaplan.
Erscheinungsjahr: 2010

Anwendungsartikel


Agentenbasierte Simulationsplattformen: Überprüfungs- und Entwicklungsempfehlungen
Zeitschrift: Simulation
Erscheinungsjahr: 2006

Modellierung und Analyse der globalen Epidemiologie der Vogelgrippe

Autor(en): DM Rao, A Chernyakhovsky und V Rao
Erscheinungsjahr: 2009

Modellierung der gezielten mehrschichtigen Eindämmung einer Grippepandemie in den USA

Autor(en): ME Halloran, N. Ferguson, S. Eubank, et al.
Erscheinungsjahr: 2008

Konzeptionelle Ansätze zur Untersuchung gesundheitlicher Disparitäten

Autor(en): AV Diez Roux
Erscheinungsjahr: 2012

Verständnis der langfristigen Diffusionsdynamik bei der Prävalenz der sexuellen Initiation bei Jugendlichen: Eine erste Untersuchung mit agentenbasierter Modellierung

Autor(en): MG Orr und CR Evans
Erscheinungsjahr: 2011

Die Rolle der U-Bahn bei einer Grippeepidemie: eine Simulation in New York City New

Autor(en): P. Cooley, S. Brown, J. Cajka et al.
Erscheinungsjahr: 2011

Ein räumliches agentenbasiertes Modell zur Simulation des täglichen Gehens von Erwachsenen in einer Stadt

Autor(en): Y Yang, AV Diez Roux, AH Auchincloss, DA Rodriguez und DG Brown
Erscheinungsjahr: 2011

Verwendung einfacher agentenbasierter Modellierung zur Information und Verbesserung der Begehbarkeit der Nachbarschaft

Autor(en): H. Badland, M. White, G. Macaulay, et al.
Erscheinungsjahr: 2013

Software

Webseiten

ABM-Blog geschrieben von Jeff Schank (UC Davis Psychologieprofessor). Es ist ein Clearinghouse für Informationen, einschließlich Listen von Forschern, die ABM verwenden, Konferenzen und zusätzliche Websites.
http://www.agent-based-models.com/blog/

Online-Leitfaden für Neueinsteiger in die agentenbasierte Modellierung in den Sozialwissenschaften, eine von Robert Axelrod und Leigh Tesfatsion (Iowa State University) erstellte Website.
http://www2.econ.iastate.edu/tesfatsi/abmread.htm

Eine Präsentation von Bruce West vor einer Gruppe von Klinikern, die einige der Konzepte in seinem Buch Where Medicine Went Wrong: Rediscovering the Path to Complexity zusammenfasst.
http://familymed.uthscsa.edu/research08/pcrmsc/22nd_2010/presentations/3AppImplicationsInversePowerLaws-West.pdf

Kurse

Es gibt einen Kurs auf Agentenbasierte Modellierung, angeboten im Rahmen des Epidemiology and Population Based Health Summer Institute at Columbia (EPIC)

Open ABM – ist Teil von Computational Modeling for SocioEcological Science (CoMSES Net), einem Netzwerk, das sich der Unterstützung und Erweiterung der Entwicklung und Nutzung computergestützter Modellierung in den Sozial- und Biowissenschaften widmet. Nicht speziell gesundheitsbezogen.
http://www.openabm.org/education

Models of Infectious Disease Agent Study (MIDAS) – Netzwerk von Forschungsgruppen des NIH, die an der Entwicklung von Modellen für Infektionskrankheiten arbeiten. Die Website enthält einige Informationen über Bildungsmöglichkeiten.
https://www.epimodels.org/midas/home.do

Agentenbasierte Modelle für die Bevölkerungsgesundheit
Nächstes Angebot: 1. Juni - 1. Juli 2016
Verwendete Software: NetLogo

Agentenbasierte Modellierung Bootcamp und Inkubator für Gesundheitsforscher

Gastgeber/Programm: Massachusetts Institute of Technology
Verwendete Software: AnyLogic

Modelldenken

Gastgeber/Programm: Coursera/Universität Michigan
Kursformat: Online
Verwendete Software: NetLogo

was ist kohorteneffekt

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