Simulación Basada en Agentes · Tema 25

Adaptación

Agentes que aprenden y cambian sus reglas: probar, cobrar y ajustar sin maestro.

01 · Punto de partida

Reglas que se reescriben

Hasta ahora las reglas eran de piedra: el mismo umbral en la ronda 1 y en la 100. Pero comerciantes cambian precios, conductores aprenden atajos, hormigas olvidan caminos viejos. El agente adaptativo cobra resultados y reescribe su regla para la próxima.

Ese ajuste es la adaptación: memoria de lo que pagó más exploración de lo nuevo. Sin ella el sistema repite; con ella el sistema de mañana no es el de hoy.

  • ¿Qué guarda: umbral, preferencia o mapa?
  • ¿Cuándo ajusta: cada ronda o cada tanto?
  • ¿Cuánto cambia: de a poco o de golpe?
  • ¿Cuánto explora lo nuevo contra explotar lo que paga?

02 · Definición

Memoria, imitación y exploración

Todo aprendizaje combina qué se guarda, de quién se copia y cuánto se prueba:

💾

Memoria

Lo que persiste: preferencia p, umbral u, mapa de pagos. Sin memoria cada ronda empieza de cero.

👥

Imitación

Aprendizaje social: copiar al vecino que mejor le fue. Rápido y contagioso, pero propaga errores.

🎲

Exploración

Probar lo nuevo con probabilidad e: el azar que evita casarse con lo primero que pagó.

El mismo ajuste en cada dominio.
MundoQué se ajustaSeñal de éxito
Mercadoprecio y preferenciaganancia de la ronda
Forrajeorumbo favoritocomida por paso
Tráficoruta elegidatiempo de viaje
Opinionesumbral de copiaacuerdo con vecinos

03 · Modos

Rígido que repite frente a adaptativo que ajusta

El rígido es predecible y frágil al cambio; el adaptativo persigue lo que paga pero puede sobreajustar ruido.

Agente rígido

Regla de piedra

Siempre igual: p = 0,5 fijo. Reproducible y comparable, pero si el mundo cambia queda obsoleto.

Agente adaptativo

Regla que aprende

Ajusta con tasa: p += tasa·(éxito − p). Persigue lo mejor, pero con tasa alta persigue ruido.

Adaptación
Cambio de regla con la experiencia. Individual si prueba solo; social si copia al mejor.
Tasa de aprendizaje
Cuánto se mueve la regla por éxito: chica tarda, grande oscila. Se declara y se barre.
Exploración / explotación
Probar nuevo contra repetir lo que paga. Sin exploración hay convergencia prematura al primer éxito.
Sobreajuste
Aprender ruido como si fuera señal: con tasa alta y pocas rondas el agente persigue suerte.

04 · Ciclo

La ronda que ajusta la regla

Cada aprendizaje actúa, cobra y mueve la regla, en este orden:

actuar→evaluar→ajustar
  1. 1
    Actuar con la regla.

    Elegir con preferencia p más un poco de exploración aleatoria.

  2. 2
    Evaluar el pago.

    Cobrar éxito o fracaso de esta ronda: comida, ganancia, acuerdo.

  3. 3
    Ajustar con tasa.

    Mover p hacia lo que pagó, acotado en [0, 1] y con registro.

05 · Representación en Python

Preferencia que se mueve con el éxito

La preferencia p es probabilidad de elegir A. El éxito la acerca a lo elegido; el fracaso la aleja.

Python en tu navegador. Subí la tasa y observá cómo el aprendizaje se vuelve nervioso.

p, tasa = 0.5, 0.1
for exito in [True, True, False]:
    p = p + tasa * ((1.0 if exito else 0.0) - p) if True else p
    # simplificado: si eligió A, éxito sube p y fracaso la baja
    print(round(p, 3))

Dos éxitos suben p y un fracaso la recorta: la regla persigue, no salta.

Elegir con exploración

A veces se prueba lo contrario a propósito para no estancarse.

import random
def elegir(p, explo=0.1):
    if random.random() < explo:
        return "B" if random.random() < p else "A"
    return "A" if random.random() < p else "B"

print([elegir(0.8) for _ in range(5)])

06 · Exploración

Laboratorio: aprender cuál paga más

Dos opciones: A paga 60 % de las veces y B 40 %. Los agentes arrancan neutros (p = 0,5) y ajustan con tasa: si lo elegido paga, refuerzan; si no, aflojan. La curva es adopción media de A. ¿Cuánta tasa hace falta para aprender sin enloquecer?

EXPERIMENTO 25

Probar, cobrar, ajustar

p += tasa · (éxito − p)

Los resultados numéricos aparecen debajo.
Adopción A50 %
Acierto0 %
Dispersión0,00
LecturaNeutros

Con tasa 0,10, el grupo aprende cuál paga más.

El eje horizontal son rondas y el vertical adopción media de A. La línea punteada marca 100 % de adopción. La réplica cambia sorteos de elección y pagos. Exploración fija 10 %.

Preguntas para explorar

  1. Con tasa 0, ¿la curva se mueve? ¿Por qué sin tasa no hay aprendizaje aunque haya pagos?
  2. Con tasa máxima y pocas rondas, ¿la adopción es estable? Repetila 3 veces: ¿da siempre lo mismo?
  3. ¿Qué pasa si A pagara 51 % en vez de 60 %? ¿Aprenderían igual de rápido? ¿Qué dice del ruido?
Ver respuestas sugeridas
  1. No: la regla es de piedra y p queda en 0,5. El pago sin ajuste es dato desperdiciado.
  2. No: la tasa alta persigue cada suerte y la curva salta. En adaptación la dispersión entre réplicas es el costo de ir rápido.
  3. Más lento y con más azar: la señal se parece al ruido. Aprender exige más rondas o aceptar más error.

07 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«Adaptar es optimizar»

Adaptar es mejorar a ciegas con tasa y ruido, sin ver el óptimo. Optimizar supone mapa conocido: acá el mapa se aprende andando.

«Más tasa aprende más»

Más tasa persigue ruido y oscila. Aprender rápido es promediar poco: velocidad contra estabilidad.

«Copiar al mejor siempre ayuda»

La imitación propaga aciertos y errores a la vez. Sin exploración el grupo converge prematura al primer éxito mediocre.

«Converger es terminar»

Si el mundo cambia, lo aprendido caduca. La adaptación se prueba con mundo cambiante, no solo quieto.

08 · Práctica guiada

Ejercicios con Python

Ejercicio 1: ajustar de a poco

Ejecutá y verificá a dónde va p con dos éxitos. Luego subí la tasa a 0,5 y compará.

p, tasa = 0.5, 0.1
for _ in range(2):
    p = p + tasa * (1.0 - p)
print(round(p, 3))
Ver solución razonada

Da 0,595: 0,5 → 0,55 → 0,595. Con tasa 0,5 daría 0,875: más rápido y más nervioso.

Ejercicio 2: predecir el fracaso

Sin ejecutar primero: p = 0,8, fracaso con tasa 0,2. ¿Sube o baja? Comprobalo después.

p, tasa = 0.8, 0.2
p = p + tasa * (0.0 - p)
print(round(p, 3))
Ver solución

Baja a 0,64: el fracaso resta proporcional. Aprender es simétrico: cobra para ambos lados.

Ejercicio 3: explorar para no estancarse

Con p = 0,9 y exploración 0, ¿cuándo prueba B? ¿Y con 0,1?

Ver una posible respuesta
print("con 0 nunca, con 0,1 una de cada diez")

Con 0 se casa con A aunque B mejore; con 0,1 prueba y puede mudarse. Explorar es seguro contra mundo cambiante.

09 · Síntesis

Ideas para recordar

  • Adaptar es actuar, evaluar y ajustar la regla con tasa declarada.
  • Memoria guarda, imitación copia y exploración prueba lo nuevo.
  • Tasa chica tarda y tasa grande persigue ruido: se barre.
  • Sin exploración hay convergencia prematura al primer éxito.
  • En Python, p se mueve hacia el éxito acotada en [0, 1].

En el próximo tema estudiaremos la heterogeneidad de agentes: diversidad de tipos y comportamientos.