Ein Durchbruch bei der Schätzung der Größe eines (meist versteckten) Netzwerks

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Eine neu entdeckte Verbindung zwischen der Steuerungstheorie und netzwerkdynamischen Systemen könnte helfen, die Größe eines Netzwerks auch dann abzuschätzen, wenn nur ein kleiner Teil zugänglich ist.Die Ausbreitung des Coronavirus zu verstehen, mag das alarmierendste und aktuellste Beispiel für ein Problem sein, das von einer umfassenderen Kenntnis netzwerkdynamischer Systeme profitieren könnte, aber Wissenschaftler und Mathematiker beschäftigen sich seit Jahren mit Möglichkeiten, genaue Rückschlüsse auf diese komplexen Systeme zu ziehen, indem sie mit Teildaten aus verfügbaren Messungen arbeiten.In einem neuen Papier der Physical Review Letters zeigt Professor Maurizio Porfiri vom Tandon School of Engineering Institute der New York University eine tiefgreifende Verbindung zwischen der mathematischen Kontrolltheorie und dem Problem der Bestimmung der Größe eines netzwerkdynamischen Systems aus der Zeitreihe einiger zugänglicher Einheiten auf.

Bei homogenen Netzwerken – in denen jede Einheit das Gleiche spielt – könnte ein Zugang von nur 10% der Einheiten ausreichen, um genau auf die Größe des gesamten Netzwerks zu schließen, folgert Porfiri.Der gleiche Ansatz scheitert jedoch bei heterogenen Netzwerken, die im Bereich komplexer Systeme weitaus häufiger anzutreffen sind: Man denke nur an das frühe Stadium des neuartigen Coronavirus-Ausbruchs, in dem jeder Mensch aufgrund seines sozialen und beruflichen Lebens ein sehr unterschiedliches Spektrum an Kontakten erlebte.

Daher empfiehlt der Autor Vorsicht bei der Ableitung der Größe eines dynamischen Netzwerksystems aus verfügbaren Messungen, wenn Informationen über die Art des Netzwerks fehlen.”Von natürlichen bis hin zu technologischen Umgebungen stellen netzwerkdynamische Systeme einen leistungsfähigen Ansatz zur Untersuchung der kollektiven Dynamik dar.

Die Größe des Systems ist wohl seine grundlegendste Eigenschaft, aber nur selten haben wir Zugang zu solch kritischen Informationen”, erklärte Porfiri.

Seine Forschung liefert den mathematischen Beweis für einen modellfreien Ansatz, der im vergangenen Jahr von Forschern der Universität Oldenberg und der Technischen Universität Dresden veröffentlicht wurde.

“Gültigkeit und Grenzen der….

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