Wiki NetLogoModel

Аннотация

Статья посвящена моделированию вики как экологической системы, в которой люди и программные агенты взаимодействуют в целях создания, связывания и улучшения текстов. В работе дается описание и обсуждение модели вики в мультиагентной среде NetLogo. Модель включает три типа агентов: пользователи, страницы и связи. Модель помогает выявлять последствия различных стратегий поведения участников экосистемы для развития всей экосистемы. Кроме того, модель позволяет наблюдать и анализировать связи, которые складываются между авторами и статьями.

Ключевые слова

Вики, цифровая экосистема, моделирование, NetLogo

Введение

Цифровая революция приводит к изменению во всех сферах деятельности человека. Одно из наиболее показательных изменений, которое мы наблюдаем на педагогическом ландшафте, состоит в том, что только люди (учителя, ученики, родители) участвуют в деятельности на этом поле. Все активнее себя проявляют программные цифровые агенты и устройства упрощенной расширенной реальности, которые входят в повседневную жизнь и меняют представления о том, что мы должны знать, уметь, помнить, а что можно передоверить и передать в исполнительные руки цифровых устройств.

Как показали работы Ривза и Насса(Nass C. 2004, ) люди воспринимают компьютеры и программы так, как будто те являются живыми существами, как будто те являются людьми. Это факт, который не зависит об образования и знаний. Даже люди, которые разрабатывают компьютерные программы, подсознательно считают их живыми.

Цифровая экосистема

В условиях мобильного обучения и повсеместного присутствия цифровых устройств и агентов школа, как всякая современная обучающаяся организация, становится цифровой экосистемой. При анализе возможностей и жизнеспособности организации следует оценивать не компетенции отдельных участников, а совокупные компетенции всей системы. При этом в состав такой организации входят не только ее люди, но и инфраструктура - техника и сервисы, поддерживающие совместную деятельность.

При анализе возможностей и жизнеспособности организации следует оценивать не компетенции отдельных участников, а совокупные компетенции всей системы. При этом в состав такой организации входят не только ее люди, но и инфраструктура - техника и сервисы, поддерживающие совместную деятельность.

Цифровая экосистема близка к другому, близкому и часто используемому в литературе термину - digital ecology, - по содержанию это не цифровая экология, а именно сложная система, которая включает в свой состав различные типы агентов. И агентом может быть человек, может быть робот, а может быть программа.

Основания

• Ecological system of Wiki

Экосистема Вики

Вики – простая и радикальная модель коллективного гипертекста, когда возможность создания и редактирования любой записи предоставлена каждому из членов сетевого сообщества. Обычно вики рассматривают либо как энциклопедию, состоящую из множества взаимосвязанных статей, либо как сетевое сообщество, в котором взаимодействует множество агентов. В рамках данной работы мы бы хотели рассмотреть вики как экологическую систему. Выбор вики как среды для моделирования и изучения экологической системы определен свойствами этой среды и выращенной к настоящему времени сетью Летописи.ру, включающей тысячи объектов и агентов.

Что позволяет рассматривать вики как экосистему?

Экологическая система это — система, состоящая из сообщества живых организмов, среды их обитания — множество объектов, системы связей, осуществляющей обмен веществом и энергией между ними. Вики это — система, состоящая из сообщества человеческих и программных агентов, выполняющих определенные задачи и следующих определенным правилам, среды обитания — множества объектов (страниц, шаблонов, категорий), и системы связей между объектами и агентами. Существенная особенность вики — возможность для редактирования и повторного использования практически всех элементов среды. Механизм трансклюзии позволяет использовать вики как строительные блоки и выстраивать сложные цепи метаболизма.

Что дает образованию метафора вики как экологической системы?

Вики = экологическая система, которая состоит из сообщества агентов, объектов и связей между ними. Наиболее известные примеры вики систем являются коллекциями статей, которые создаются членами вики сообщества в соответствии с их интересами.

Пример такой коллекции описан Резником в статье Думать как дерево, когда он описывает деятельность сообщества Moose Crossing, созданное Эми Брукман - Коллекция проектов образцов внутри учебного сообщества постоянно видоизменяется. Эти изменения следуют интересам учеников вне всякого централизованного контроля. Видоизменения коллекции происходят так же, как это происходит в экологических системах, - коллекция адаптируется к смене интересов участников сообщества. Если члены сообщества выказывают повышенный интерес к проектам определенного типа, то и коллекция примеров приспосабливается к этим изменениям. То же самое происходит и в большинстве вики сообществ - система развивается и пополняется новыми статьями в соответствии с интересами участников.

Хотя вики изначально предполагает создание и видоизменение текстов, общие принципы вики системы можно распространить и на системы с другими типами объектов. Системы, в которых участники сообщества создают, видоизменяют, комментируют, оценивают и классифицируют объекты будет в дальнейшем тоже называть вики системами.

Вики может служить в качестве открытой модели для изучения экологических сообществ. На базе такой моделей ученики могут изучать механизмы отношений, лучше понимать основания социальных и биологических феноменов. Использование в качестве экспериментальной площадки проекта Летописи.ру – http://Letopisi.Ru открывает для исследований экосистему, в которой сотни активных участников создают, видоизменяют, перерабатывают и связывают тысячи страниц.

Анализ вики системы на основании открытых данных

С развитием сетевых и компьютерных технологий в нашем распоряжении появились дополнительные возможности для анализа и моделирования развития сообществ. Разнообразные статистические данные об активности посетителей сайта, на котором строится жизнь сетевого сообщества, могут быть получены благодаря возможностям Google Analytics. В вики данные о количестве авторов, страниц, статей, файлов и редактирований постоянно открыты для доступа. Для каждого автора можно проследить вклад, который он внес в развитие вики-сети - созданные статьи, загруженные файлы, редактирования статей. Для каждой статьи можно проследить полную историю ее создания, обсуждения и редактирования. Наблюдение и анализ развития цифровой экосистемы, какой является вики, возможен на базе открытых данных, которые можно получить в любой открытой вики-платформе. Современные исследователи не нуждаются в организации опросов и интервью с участниками, поскольку сами действия участников достаточно информативны и позволяют отслеживать и анализировать индивидуальную активность и социальные отношения внутри цифровой экосистемы. Каждый желающий может получить количественные еженедельные данные вики-системы и провести самостоятельный анализ этих данных.

Летописи как цифровая экосистема

Возможности среды NetLogo для моделирования вики

Для моделирования отношений между авторами и статьями внутри вики системы мы использовали мультиагентные модели, созданные в среде NetLogo. Выбор определялся наглядностью и динамичным характером моделей.

Среда программирования NetLogo служит для моделирования ситуаций и феноменов, происходящих в природе и обществе. NetLogo удобно использовать для моделирования сложных, развивающихся во времени систем. Создатель модели может давать указания сотням и тысячам независимых "агентов" действующим параллельно. Это открывает возможность для объяснения и понимания связей между поведением отдельных индивидуумов и явлениями, которые происходят на макро уровне. Благодаря мощным вычислительным средствам и относительной простоте синтаксиса NetLogo, на его основе в последние годы было построено множество исследовательских моделей, которые использовались и обсуждались в книгах по многоагентному моделированию и моделированию в социологии.

В 2009 году в четвертой версии языка NetLogo появился новый тип агентов. К черепашкам (turtles) и пятнышкам (patches) добавились связи (links). Агенты нового типа открывают новые возможности для моделирования сетевых отношений. Связь в NetLogo это – агент связывающий две черепашки или два узла.

В российском образовании среда NetLogo использовалась для демонстрации сетевых феноменов и для моделирования социальных феноменов в учебных курсах по менеджменту. Возможности связей применялись при моделировании организационных отношений [].

Для моделирования отношений между авторами и статьями внутри вики системы мы использовали мультиагентные модели, созданные в среде NetLogo. Выбор определялся наглядностью и динамичным характером моделей.

Как устроена модель

Модель вики системы в среде NetLogo предполагает следующие простые правила:

• В системе существуют три типа агентов – участники, страницы и связи.
• Участники могут совершать действия над страницами

Свойства участников

Возраст и статус

1. Каждый участник обладает свойством age - возраст участника. При создании участник получает возраст 0. На каждом цикле возраст увеличивается на единицу.
2. Каждый участник обладает свойством retirement - значение, по достижению которого он перестает сотрудничать в системе. Когда age становится больше retirement участник прячется и перестает действовать. Но, мы не уничтожаем участников.
3. Каждый участник обладает свойством "status" - статус может быть user или moderator. Модераторы отличаются цветом - белый, размером - крупнее, продолжительности активной деятельности - они действуют все время, пока функционирует система. Модераторы не приходят в систему самостоятельно. Для приглашения модераторов кнопки в правой части - Позвать модераторов, Прогнать модераторов. Да, модераторов, в отличие от обычных пользователей можно прогнать.
4. Каждый участник обладает свойством "active?" true/false - достиг нужного возраста, переключил статус active? на false

Списки

1. Каждый участник обладает свойством impact – Это список - «Вклад» участника, который позволяет внутри вики-системы узнать все страницы, в создании и редактировании которых принимал участие этот автор.
2. Каждый участник обладает свойством readlist - список, в который складываются прочитанные страницы. Страницы читаются один раз и будущем не перечитываются.
3. Каждый участник обладает свойством votelist - список, в который складываются страницы, которые участник оценил За/Против. По каждой странице участник голосует только один раз. По страницам, которые создал сам участник он не имеет возможности голосовать

Способности

Участник обладает способностями:

• Способность читать существующие страницы. Это действие, которое не заносится в историю страницы, но заносится в список прочитанного агентом. После того как агент прочитал страницу он может связывать ее с другими, выращивать из неё новые страницы, связывать эту страницу с другими.

  Как реализуется чтение? Участник из списка непрочитанного выбирает страницу, на которую ведет больше всего ссылок и заносит ее в список прочитанного.

• Способность создавать новые страницы. Участник создает страницу, заносит ID номер в свой список impact и записывает свой ID в список history страницы. Созданная страница получает направленную связь pagelink от родительской страницы

  Как реализуется создание? Страницы в вики-системе создаются на основании уже имеющихся страниц. Список таких исходных страниц каждый участник формирует следующим образом: страницы, которые создал автор, отсортированные по размеру + страницы, которые он редактировал, начиная с последних редакций + список прочитанного, отсортированный по размеру

  (se pages-by-size agency-to-list pages with [(first history) = [who] of myself ] reverse impact pages-by-out-links readlist )

• Способность редактировать существующие страницы. Участник меняет свойство страницы size, добавляет номер страницы в свой список impact и добавляет свой номер в историю редактирований страницы

  Как реализуется редактирование? Участник выбирает для редактирования страницу из перечня тех, которые он сам создал + те, в редактировании которых он уже принимал участие + список прочитанного, отсортированный по размеру

  se agency-to-list pages with [(first history) = [who] of myself ] reverse impact pages-by-size readlist )

• Способность связывать страницы между собой. Участник устанавливает направленную связь между страницами. Одна из страниц является родительской, вторая дочерней

  Как реализуется связывание? Для связывания берутся страницы созданные участником + страницы, которые он редактировал, начиная с последних редакций + список прочитанного, отсортированный по размеру. Из этого списка выделяются 2 страницы

  let my_own_preference_list se agency-to-list pages with [(first history) = [who] of myself ] reverse impact

• Способность оценивать страницы

  Как реализуется оценка?

  pages-by-size filter [ [who] of self != first [history] of page ? ] filter [not member? ? votelist ] readlist

• Способность защищать и удалять страницы

  Как реализуется защита и удаление?

Свойства страниц

1. Каждая страница обладает свойством history – «История страницы» - позволяет внутри вики системы узнать последовательность правок и всех авторов, которые принимали участие в редактировании данной страницы. У страницы нет способностей, есть только свойства:
   • История страницы - History

     какой агент создал данную страницу,

     какие агенты в дальнейшем редактировали эту страницу.

   • Связи данной страницы.

     На какие страницы ссылается данная страница.

     Какие страницы ссылаются на данную страницу

Пользовательский интерфейс

Пользовательский интерфейс работы с моделью представлен на рисунке.

Кнопка Setup очищает систему и создает в системе единственную главную страницу. Это страница защищена от удаления. Размер страницы 2, цвет белый. Переключатель On/Off регулирует значение переменной OpenWiki

система может быть закрытой, и в этом случае контент в ней размещают только агент со статусом модератор

система может быть открытой, и в этом случае в систему могут приходить новые пользователи и создавать в ней свои страницы

Рычажки свойств участников

Рычажки способностей позволяют управлять способностями, которыми будут обладать попадающие в систему пользователи:

• reading - способность читать страницы
• writing - способность создавать новые страницы
• linking - способность связывать страницы
• editing - способность редактировать страницы
• voting - способность голосовать За/Против страниц
• erasing - способность удалять страницы
• protecting - способность защищать страницы

Биграф связей авторов и страниц

Кнопка запускает процедуру построение биграфа, связывающего авторов и страницы, которые они редактировали. При этом связи между страницами прячутся. Толщина связи зависит от того, сколько раз автор редактировал данную страницу.

Управление модераторами

• Пригласить модераторов
• Изгнать модераторов

Использование модели

Модель позволяет выстраивать и анализировать разнообразные сценарии развития вики в зависимости от тех способностей, которыми наделены участники

Что можно узнать с помощью модели

Участники читают статьи и могут создавать новые статьи

Как назвать такую ситуацию? Видим ли мы ее в Летописи?

Такой набор умений участников приводит к созданию множества мелких статей.

Чтение, создание, редактирование

Это обычная ситуация, когда каждый участник выращивает свое собственное направление и внутри этого направления создает свои статьи.

Чтение, создание, редактирование, связывание

В системе действует множество постоянных агентов. Связи в первую очередь формируются внутри направлений.

Чтение, создание, редактирование, связывание и удаление

Пользователи постоянно просматривают страницы и могут удалять тупиковые страницы и страницы сироты. Как результат - мы видим очень плотную систему взаимосвязанных страниц, большинство из которых связано с главной страницей

Чтение, создание, редактирование, связывание и голосование

Каждый участник может проголосовать по странице только 1 раз. По результатам голосования страница может удалена.

При голосовании оцениваются все страницы и под удаление может попасть любая незащищенная страница.

Временное правило, которым руководствуются агенты при голосовании

Голосую за, если размер текста страницы + связи к ней + связи от нее + голоса За - голоса против > 2

ifelse ([text_size] of page vo_page + [count my-in-links] of page vo_page + [pro] of page vo_page - [contra] of page vo_page) > 2

Никакой смысловой оценки пока не проводится. Может быть имеет смысл жестко задать возможные цвета агентов и страниц и посмотреть, как выстраивается система с голосованием, когда участник голосует на основании цветовой близости. Если страница моего цвета, то голосую за.

Чтение, создание, редактирование, связывание, голосование и защита

По результатам голосования страница может удалена, а быть защищена от удаления от последующего удаления.

Интересны отдельные группы, которые не связаны с центром, но вполне устойчивы.

Влияние продолжительности участия

Ниже приведены 2 ситуации, в которых отличается только параметр продолжительности участия пользователей в развитии вики.

На первом рисунке представлена ситуация, когда пользователи в вики работают продолжительное время.

Вторая ситуация - пользователи быстро покидают вики - быстрая смена пользователей.

Модерирование деятельности

В системе могут действовать модераторы, которые находятся там постоянно, если администратор их специально не выгонит.

Один из возможных сценариев деятельности с модераторами:

• Модераторы приходят в пустую вики-систему
• Модераторы размещают исходные материалы
• Модераторы приглашают участников и сами покидают систему

Участники создают новые статьи и голосуют по всем материалам, которые размещены в вики системе.

Это пример того, как участники выбрав некоторый общий принцип голосования (голосуем за красное) меняют содержание страниц

Приложение модели к анализу деятельности

Функциональная схема компетенций участников

В ходе создания модели вики системы мы описывали способности, которыми обладают участники сообщества. Особенность описания свойств компьютерных агентов состоит в том, что невозможно описать деятельностные способности субъекта не указав объекты, на которые она направлена. Если мы говорим о способности редактировать, то мы должны указать объект, который будет подвергаться редакции.

Функциональный подход, когда мы явно указывает не только способности, но и объекты, на которые эти способности направлены, применим не только в отношении внешних вещей. На следующем рисунке показана схема самоуправления.

Начав с описания способностей, которыми обладают цифровые агенты, имитирующие деятельность людей в вики сообществе, мы можем более ясно представлять и анализировать функциональную схему деятельности внутри вики системы. Начальная стадия формирования такой схемы представлена на следующем рисунке.

Представление связей участников и статей

Мы можем использовать вики как сеть, узлами которой являются страницы и создающие эти страницы участники. Вики технология позволяет отслеживать историю редактирования всех страниц и анализировать процессы соучастия. Используя историю страниц, мы можем измерить степень совместного редактирования. Совместив в одном пространстве двудольного графа страницы и участников, которые эти страницы редактировали, мы можем увидеть группы людей, объединенных общими социальными объектами. Основы построения графов были описаны в статье о диаграмме соучастия. Мы разработали расширение mediawiki http://www.mediawiki.org/wiki/Extension:CollaborationDiagram которое позволяет пользователям видеть графы соучастия в рамках отдельных категорий.

На следующих рисунках показана ситуация, когда четыре участника создают страницы, а потом мы узнаем вклад каждого в редактирование и связывание страниц

Заключение

Мультиагентная модель позволяет глубже понять отношения, которые складываются между агентами и объектами вики-системы и привлечь внимание учащихся к исследовательским задачам.

Литература

1. Патаракин Е.Д., Ярмахов Б.Б. Моделирование организационных отношений с использованием "связей" Netlogo, Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society). 2009, № 2, 409-422 http://ifets.ieee.org/russian/depository/v12_i2/html/8.htm
2. Papaioannou, Theo; Wield, David and Chataway, Joanna (2009). Knowledge ecologies and ecosystems? An empirically grounded reflection on recent developments in innovation systems theory. Environment and Planning C: Government and Policy, 27(2), pp. 319–339
3. Nass C. 2004 Etiquette Equality: Exhibitions and Expectations of Computer Politeness. Communications of the ACM, April 2004, Volume 47, N 4
4. Rick, Jochen (2009). Towards a classroom ecology of devices: Interfaces for collaborative scripts. In: Workshop Proceedings of 8th International Conference on Computer Supported Collaborative Learning (CSCL2009): "Scripted vs. Free CS collaboration: alternatives and paths for adaptable and flexible CS scripted collaboration", 8-13 June 2009, Rhodes, Greece
5. Vidal J. Fundamentals of Multiagent Systems With NetLogo Examples. 2007, http://www.scribd.com/doc/2094479/Fundamentals-of-Multiagent-Systems.