Információ, sajtókapcsolat:

Blau Zsuzsanna
marketing kommunikációs vezető
zsuzsanna.blau@maven7.com
+36 30 210 4830

Friss topikok

Twitter

Kövess minket a Facebookon is!

Hálózatokhoz, hálózatkutatáshoz kapcsolódó információk, tanulmányok.

2011.11.21. 09:42 ntwrk.blog

Ez az ember uralhatná a világot

Miként jutott el Barabási Albert-László rendszerek térképezésétől azok irányításáig” – kezdte cikkét Gregory Mone idén november elején a Popular Science honlapján. Az alábbiakban a fenti cikk magyar nyelvű összegzése olvasható.

 

Leonhard Euler, a svájci matematikus 1736-ban egy gráf felrajzolásával vetett véget egy vitának. A mai Kalinyingrádot négy részre osztotta a Pregel folyó, melyre addig 7 híd épült. Át tud valaki sétálni mind a heten anélkül, hogy egyen kétszer is keresztül kellene haladnia? Euler félretette a földrajzi térképet, a városrészeket 4 ponttá, a hidakat 7 vonallá alakította. Ezeket „node”-nak és élnek nevezzük a matematikában. Ezek után Euler könnyedén bebizonyíthatta, a kérdéses művelet nem hajtható végre. De ami ennél is fontosabb, elsőnek térképezett fel egy hálózatot.

 

 

A következő két évszázad matematikusai Euler munkásságára alapozva dolgozták mi a gráfelméletet, azt, ami a hálózattudomány alfájának számít. Ebben Erdős Pál és Rényi Alfréd magyar matematikusok is nagy szerepet játszottak az ’50-es évek végén, amikor a hálózatelemzés megszületett. Ezt az elméleti hátteret csupán jóval később, a ’90-es évek végén kezdték el komplex problémák megoldására használni.

 

Barabási Albert-László – cégünk tudományos tanácsadója - a Notre Dame Egyetemen egyike volt azon fizikusoknak, akik a gráfelméletet számos más területen is alkalmazni kezdték. Az utóbbi 15 évben legalább kétszer változtatta meg a tudósok gondolkodását a hálózatokról. Elméletei kivételes újítások alapjául szolgáltak műszaki és marketing területen, valamint segítették az orvostudomány és a kémjárművek fejlődését is. Kutatásainak köszönhetően hamarosan nem csak megérteni és előrejelezni, irányítani is képesek lehetünk hálózati működést.

 

Munkásságának elején – Eulerhez hasonlóan – Barabási is inkább komplex rendszerek feltérképezésének hódolt. Kiváltképp érdekelte az Erdős-Rényi modell, mely azt feltételezte, a komplex rendszerek véletlenszerűek, és ha elég nagyra nőnek, minden csomópont azonos számú kapcsolattal fog rendelkezni. Ezt az elméletet 1998-ban a Notre Dame Egyetemen tanuló hallgatóival egy óriási méretű adatállományon tesztelhették: a Notre Dame 325 ezer domain-jén. Egy pár tucat csomópont kivételével igazolták is az Erdős-Rényi modellt, ám ennél a pár tucatnál ezernél is több bejövő kapcsolatot fedeztek fel. A Google PageRank akkor már fel is használta ezt, hogy még pontosabb keresési eredményeket adjon. Barabási később azt írta: „olyan új és váratlan rendre pillantottunk a hálózatokon belül, mely szokatlan gyönyörűséget és koherenciát mutatott”.

 

Megfigyeléseik és az Erdős-Rényi modell közti ellentmondások leküzdésére számos más hatalmas komplex rendszert vizsgált. Barabási elemzései során a hálózat jellegzetességeit minden esetben a legtöbb kapcsolattal rendelkező „node”-ok, ún. „hub”-ok határozták meg. A kiinduló modellt tanítványával – Albert Rékával – továbbfejlesztette, hogy az a valódi világ hálózatainak hub-jait is tükrözze. Barabási írása a hub-okról hamarosan a legtöbbet idézett munkává vált a hálózatelemzés tudományán belül.

 

A megújított elméletről egy könyvet is írt, Behálózva címmel, majd saját laboratóriumot kapott a Northeastern University-n. Elméletének felhasználási területe a rákkutatástól kezdve egészen terrorista hálózatok feltérképezéséig terjed – ám ezekkel kevesebbet foglalkozik, mutatott rá Barabási, hisz ő elméleti tudós. Ezért miután már fel tudott térképezni egy hálózatot, meg akarta tudni jósolni, az miként fog viselkedni a jövőben.

 

2006-ban szokatlan hívást kapott egy (meg nem nevezett) európai mobiltelefon konzorciumtól, aki 6 millió előfizetőjük anonimizált hívásadatait kínálta Barabási számára elemzésre. Beleegyezett, hogy ha kideríti, miért váltanak szolgáltatót egyes előfizetők, cserébe saját kutatásaihoz is használhatja az adatbázist. Barabási elfogadta az ajánlatot, és a hívásadatok, valamint a fizetési nyilvántartás alapján a laborjában egy algoritmus segítségével meg tudták mondani, mely előfizetők elvesztésére van a legnagyobb esély. Az adatok áttekintésekor felfigyelt rá, a tárcsázott hívásokhoz telefontornyot is tud társítani, így a hívó felek földrajzi helye nagyjából meghatározható volt. Barabási, Chaoming Song fizikussal (szintén a Northeastern-en) részecskeként kezelve a tárcsázókat megpróbálta megjósolni helyzetüket bizonyos időpillanatokra. Írtak egy programot 50 ezer hívó fél mozgásának feltérképezésére. Minden telefontoronyból egy „node” keletkezett. Amikor valamelyik felhasználó egy toronytól elment bármely másikig, a két torony között kirajzolódott egy él. Ebből meghatározták az egyének entrópiáját, ami a rendszer rendezetlenségének, bizonytalanságának a fokát mutatta. A mozgási adatok és az entrópia számok összevetésével meg tudták jósolni egy felhasználó helyét 1 négyzetmérföldes (kb. 2,6 négyzetkilométeres) pontossággal, akár 93%-os sikerrátával. A telefonálók közül még a gyakran utazók helyzetét is legalább 80%-os pontossággal előre meg tudták mondani.

 

Kutatók még csak most kezdik felhasználni Barabási és Song eredményeit. Epidemológusok légi utazási adatokból következtetnek a betegségek városról városra terjedésére, ők Barabási és Song számításai alapján háztömbnyi pontossággal dolgozhatnak majd.

 

A prediktív tudományoknak van rossz oldala is. Munkáik publikálása után számos email-t kapott, melyekben azzal vádolják, kinyitotta a Big Brother típusú alkalmazások szelencéjét, vagyis hogy bizonyos csoportok túlzottan sok információval rendelkezhetnek majd az emberek magánéletéről. És amennyiben az emberek helyzete előre megjósolható, nem lehetünk képeset irányítani is őket?

 

2009-ben, mikor már régóta a hálózatok vezérlése, irányítása járt fejében, a University of Minnesota-n tartott előadása előtt nem sokkal egy mérnökkel ejtett pár szót. „Öt perc beszélgetés után egyértelművé vált, fogalma sincs, mit csinálok.” – mondta Barabási. A Popular Science újságírójának erre csak annyit mondott: „Irányításelmélettel foglalkozom.”

Barabási új ismerőse mesélt neki arról, a mérnökök gyakran vizsgálják azt, hogy egy rendszer bizonyos inputokra miként reagál. Ez segít nekik baseball labdát elkapó robotot fejleszteni, vagy olyan autót, ami sofőr nélkül is könnyedén beveszi az éles kanyarokat. Barabási ezekről nem sokat hallott, ezért az ismerőse egy táblára felírta az általuk használt alapvető egyenleteket – melyek lényegesen egyszerűbbek voltak a laboratóriuma által használtaknál, ezért elhatározta, fel fogja őket használni kutatásaihoz.

 

Barabási felkérte Yang-Yu Liu-t, laboratóriuma egy fizikusát és Jean-Jacques Slotine-t, a Massachusetts Institute of Technology irányításelmélettel foglalkozó kutatóját, segítsék őt hálózatok irányító node-jainak lokalizálásában. Az autókban is maximum 5 irányítóeszközhöz, -node-hoz férnek hozzá a sofőrök annak ellenére, hogy 5 ezer alkatrészből szerelik össze őket – ehhez hasonlóan más hálózatok kulcselemeit is fel lehet valahogy térképezni. Az ilyen központi szerepű node-ok lokalizálásához Liu egy Erdős és Rényi által, 50 évvel korábban megalkotott algoritmust használt. Ez úgy viselkedik, mint egy, a hálózaton keresztülhaladó jel. Elindul egy node-tól egy véletlenszerű élen egy másik node-hoz, ahol is minden élt „kitöröl” azon kívül, amint odajutott, és amin továbbhalad. Az algoritmus addig és annyiszor fut le a hálózaton, mígnem elért egy csoportnyi kiindulópontot, melyek szükségesek ahhoz, hogy a hálózat minden eleméhez eljuthassunk. Vagyis ezeket a kiindulópontokat, node-okat kell irányítani, és irányítjuk az egész hálózatot.

 

37 különböző hálózaton tesztelték a fenti algoritmust. Arra jutottak, hogy a sűrűbb hálózatok egységre lebontva kevesebb irányító node-dal rendelkeznek. Ezenkívül betegségek kezelésekor, hogyha az orvosok lokalizálni képesek a megfelelő irányító sejteket, úgy egyes érett sejteket vissza tudnának juttatni embrionikus állapotukba, így új forrást teremtve az őssejteknek. „Egyes betegségek az irányítás hiányáról szólnak,” – mondta Barabási – „ha irányítani tudnánk őket sejtes, vagy idegi szinten, azzal gyógyíthatnánk magát a betegséget.”

 

Az irányítást természetesen jóra és rosszra egyaránt fel lehet használni. A reklámszakemberek megtanulhatják, hogyan manipulálják a fogyasztókat; kormányok bábot csinálhatnak állampolgáraikból. Mi határozzuk meg, hogyan kellene, és hogyan nem kellene felhasználni az irányítást, mondta Barabási. „Amit észre kell vegyünk az, hogy az irányítás természetes velejárója a folyamatok megértésének. Ezenfelül viszont akarat kérdése, és az akaratot törvényekkel lehet szabályozni. Egységes társadalomként kell döntsünk arról, meddig mehetünk el.”

A poszt forrása az alábbi linken érhető el.

Fotó: képet Julian Dufort

 

Szólj hozzá!

A bejegyzés trackback címe:

https://network.blog.hu/api/trackback/id/tr553399953

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

Nincsenek hozzászólások.