Decentralization and heterogeneity in complex adaptive systems

Abstract

Abstract. Following a bacterial-based modeling approach, the authors want to model and analyze the impact of both decentralization and heterogeneity on group behavior and collective learning. The paper aims to discuss these issues.Inspired by bacterial conjugation, the authors have defined an artificial society in which agents' strategies adapt to changes in resources location, allowing migration, and survival in a dynamic sugarscape-like scenario. To study the impact of these variables the authors have simulated a scenario in which resources are limited and localized. The authors also have defined three constraints in genetic information processing (inhibition of plasmid conjugation, inhibition of plasmid reproduction and inhibition of plasmid mutation). The results affirmed the hypothesis that efficiency of group adaptation to dynamic environments is better when societies are varied and distributed than when they are homogeneous and centralized.The authors have demonstrated that in a model based on free interactions among autonomous agents, optimal results emerge by incrementing heterogeneity levels and decentralization of communication structures, leading to a global adaptation of the system. This organic approach to model peer-to-peer dynamics in complex adaptive systems (CAS) is what the authors have named "bacterial-based algorithms" because agents exchange strategic information in the same way that bacteria use conjugation and share genome.

Deconstruyendo la “peer-to-peer sharing economy”: El desafío de la “economía colaborativa” a las cooperativas de plataforma en la era del pos-trabajo del siglo XXI

“…La parte de la empresa digital o compañía ("Inc", "la plataforma") se ocupa de las fortalezas corporativas que requieren de una escala y recursos considerables; y la parte de los iguales o participantes ("Peers") se ocupa de las fortalezas de "las personas" (adaptación local, especialización, personalización). Cuando se juntan ambas, todos se enfocan en aquello que mejor saben o pueden hacer, y la colaboración resulta muy fructífera e incluso puede calificarse de "milagrosa"; un naciente paradigma p2p cooperativo que apuntaban González-Rodríguez y Hernández-Carrión (2015a, 2015b. Usando los recursos que ya teníamos: activos físicos, habilidades, redes, dispositivos, datos, experiencias, procesos, estas organizaciones pueden crecer de manera eficiente y, a veces, de manera exponencial.…”

In Memoriam por el “maestro” Lorenzo Ferrer Figueras. Los Modelos Sistémicos aplicados en el proceso de balcanización y contradicción global. Algunas ilustraciones para entender el Paradigma Sistémico en un marco de Complejidad-In Memoriam: Lorenzo Ferrer Figueras. Systemic Models applied to balkanization process and global contradictions. Illustrations to understand Systemic Paradigm within a framework of Complexity

“…Concluíamos recientemente un artículo (González-Rodríguez y Hernández-Carrión 2015: 9-10) [4] indicando que, en un modelo básico con escasez de información, un CAS ("Complex Adaptative Systems" o "Sistemas Adaptativos Complejos") podría lograr su mejor configuración al aumentar la descentralización y la heterogeneidad, si bien, aunque ambas variables tienen un impacto en la adaptación grupal, la descentralización tiene una mayor influencia. Al considerar los "sistemas sociales" como un subconjunto de CAS, incluso cuando una sociedad es homogénea, las soluciones creativas pueden evolucionar y mejorar la inteligencia colectiva.…”