PV205 Seminář o komplexních systémech

O předmětu

Cíle předmětu

• Získání základních vědomostí o oblasti komplexních systémů.
• Trénink systémového myšlení, kritického myšlení, myšlení v souvislostech.
• Trénink prezentačních a komunikačních dovedností.
• Inspirace.

Forma předmětu

• Seminář s malým počtem studentů, 2 hodiny týdně.
• Na začátku semestru jedna až dvě úvodní přednášky, které představí problematiku a základní oblasti. Součástí budou i poznámky o prezentačních dovednostech, pár přednášek z ted.com a jejich rozbor.
• Většina semestru věnována studentským prezentacím. Prezentace vypracovány dle vlastního výběru ze zadaných a dalších zdrojů (vesměs anglicky psané odborné články).
• V rámci semináře bude kladen důraz nejen na obsahově správné odreferování článku, ale též na uchopení a vysvětlení souvislostí a na provedení prezentace (součástí každého semináře bude též zpětná vazba k prezentaci od vedoucího semináře a od ostatních studentů).
• Závěrečné hodiny věnovány shrnutí a hledání souvislostí mezi jednotlivými tématy, realizace pomocí technik řízené diskuze.
• Součástí semináře je psaní "článku" o referovaném tématu. Úkolem je napsat článek o tématu (jakoby) pro populárně-vědecký časopis (Vesmír, New Scientist, Scientific American). Místo článku lze také vytvořit výukové video.
• Předmět je ukončen kolokviem, které se uděluje za aktivní účast na seminářích, přednesení prezentace a článek/video.
• Prezentace budou členěny do tématických bloků, volba témat proběhne na začátku semestru.

Předpoklady

• Hlavním předpokladem je zájem o téma.
• Veškeré dostupné podklady jsou k dispozici pouze v angličtině, schopnost dobře porozumnět anglickému odbornému textu je tedy nutností.
• Téma předmětu mírně souvisí s předmětem IV109 Modelování a simulace. Předchozí absolvování IV109 je doporučeno, není však nezbytným předpokladem.

Témata

Zastřešující téma pro semestr podzim 2013 jsou "decentralizované systémy". Konkrétně pak následující témata, přičemž ve všech případech by měl být kladen důraz na "decentralizované" aspekty a souvislosti s ostatními tématy. Témata budou ještě více konkretizována na základě domluvy na začátku semestru.

• přírodní decentralizované systémy: sociální hmyz (mravenci, včely), bakteria, buňky,
• modelování davů lidí, demonstrací,
• modelování dopravy, dopravní zácpy,
• doporučující systémy, technika "collaborative filtering" (např. Amazon, Netflix),
• fázový přechod v decentralizovaných systémech,
• decentralizované komplexní sítě (Internet, sociální sítě, Wikipedia, biologické sítě, ...) a jejich dynamika (šíření informací, epidemie, ...),
• spolupráce a koordinace v decentralizovaných systémech, rozšíření hry Dilema vězně, tragédie obecní pastviny.

Harmonogram

Pracovní verze, ještě k diskuzi.

Zdroje

Slidy z přednášek

• O předmětu
• Úvod
• Prezentační dovednosti

Prezentační dovednosti

• How to Give an Academic Talk
• How to Give a Good Talk
• How to give a bad (good) talk

Dílčí témata

Příklady některých zdrojů, ze kterých je možno vycházet. Pojmy jsou uvedeny v angličtině, pokud není uveden odkaz, zkuste knihu (resp. pojem) vyhledat v knihovně FI (resp. pomocí vyhledávače).

• social insects, ants:
  • Self-organization in biological systems. Camazine, S. et al.
  • Adventures among Ants. Moffet.
  • Ants at Work. Gordon.
  • Termites, turtles, and traffic jams. M. Resnick.
  • Deborah Gordon: Ants
  • Decentralizované systémy (ukázkové video)
• cells, bacteria, Slime mold, cellular automata, Game of Life:
  • New kind of science, Stephen Wolfram.
  • Bonnie Bassler: How bacteria communicate
  • google: Slime mold, Game of Life
  • How the Leopard Gets Its Spots, Fur model
• collaborative filtering, recommender systems
  • Recommender Systems Handbook. Ricci, F.; Rokach, L.; Shapira, B.; Kantor, P.B.
  • Amazon.com recommendations: Item-to-item collaborative filtering
  • Netflix prize
  • google scholar: collaborative filtering, recommender systems
• collective intelligence, swarm intelligence, ant colony optimization
  • The Wisdom of Crowds. J. Surowiecki
  • google scholar: Ant colony optimization, Swarm intelligence
• traffic simulation, traffic jams, crowds modeling, phase transition
• Critical Mass. P. Ball
• Generative social science. J. Eppstein (particularly "Modeling Civil Violence: An Agent-Based Computational Approach")
• some links: traffic simulation applet, videos, Crowd control article, SimWalk
• keywords: crowd simulation, crowd modeling, Braess's paradox
• complex networks, dynamics of complex networks (e.g., epidemics, spread of information)
• Modelování a simulace komplexních systémů (kapitola 9)
• Linked: The New Science of Networks (V pavučině sítí). Barabási.
• Weak Links. Peter Csermely.
• Handbook of Graphs and Networks: From the Genome to the Internet. Bornholdt, S., Schuster, H. G.
• The tipping point (Bod zlomu). M. Gladwell.
• NetWiki
• complexnetworks.fr
• Barabasi lab
• search keyword: complex networks
• cooperation in decentralized environments, prisoner's dilemma, tragedy of the commons, (evolution of) altruism
  • R. Axelrod: Evolution of Cooperation, Complexity of Cooperation.
  • The Tragedy of the Commons. G. Hardin.
  • Altruism
  • Dilema vězně (ukázkové video)
  • search keywords: prisoner's dilemma, tragedy of the commons