Simulación Basada en Agentes · Tema 39

Individuos frente a ecuaciones

Modelos continuos: promedios que aciertan y diferencias que rompen el promedio.

01 · Punto de partida

El promedio que miente

En el Tema 38 la cola saltaba por eventos. Ahora la población crece por curva: una ecuación dice cuántos hay mañana con un promedio. Los modelos continuos suponen mezcla perfecta; los agentes ponen suerte y diferencias que la curva no ve.

Por eso conviene enfrentarlos: con iguales y muchos, la curva clava; con distintos y pocos, los individuos se escapan del promedio y la ecuación miente.

  • ¿Cuántos hay y cuánto crece cada uno?
  • ¿Qué techo pone la capacidad de carga?
  • ¿Cuánto varían entre sí los individuos?
  • ¿Cuándo el promedio alcanza y cuándo falla?

02 · Definición

Agregado, individuo y promedio

Toda comparación combina qué cuenta la curva, qué hace cada uno y qué esconde el medio:

∑

Agregado

Un número N que crece por tasa r con techo K: logística sin caras. Rápido y liso.

🧍

Individuo

Cada agente sortea reproducirse con su propia tasa: ruidoso y distinto. Lento pero con caras.

⚖

Promedio

El medio que la curva supone igual para todos: esconde colas, hubs y mala suerte.

La misma curva en cada dominio.
MundoEcuaciónAgente que rompe
Poblaciónlogística con Kunos fértiles y otros no
EpidemiaSIR agregado (Tema 32)superpropagador con red
Pescarendimiento máximobarcos que se copian zona
Rumorcurva S (Tema 30)hub que dispara antes

03 · Ecuación

Mezcla perfecta frente a caras distintas

La ecuación supone todos iguales y mezclados; el agente supone pocos, distintos y conectados.

Modelo continuo

Curva lisa

Tasa sobre total: N += r·N·(1 − N/K). Elegante y veloz, ciega a varianza y red.

Modelo de agentes

Suma ruidosa

Sorteo por individuo: si azar < r·(1 − N/K) → hijo. Ruidoso y caro, pero con colas y extinciones.

Modelo continuo
Ecuación sobre totales con tasa y techo. Se mide con curva N contra tiempo.
Mezcla perfecta
Supuesto de cualquiera con cualquiera: sin red ni mapa. Lo que el agente rompe primero.
Heterogeneidad
Diferencias de tasa entre individuos (Tema 26): el promedio miente si la varianza manda.
Estocasticidad
Suerte por sorteo: con pocos, el azar extingue lo que la curva salva. Ruido que mata.

04 · Ciclo

La ronda que proyecta y la que sortea

Cada tick avanza la curva y los agentes en paralelo, con la misma r y K:

proyectar→sortear→comparar
  1. 1
    Proyectar la curva.

    Euler logístico con r y K: el agregado sin azar de esta ronda.

  2. 2
    Sortear por agente.

    Cada vivo sortea hijo con su tasa por freno de techo: la suma ruidosa.

  3. 3
    Comparar finales.

    Brecha entre curva y suma: chica valida, grande avisa heterogeneidad o pocos.

05 · Representación en Python

Curva que suma, agente que sortea

La logística es una línea; el agente es un sorteo por cabeza con la misma tasa.

Python en tu navegador. Subí la heterogeneidad y observá cómo la misma r media da otro final.

def logistica(N, r=0.3, K=100):
    return N + r * N * (1 - N / K)

print(round(logistica(10), 1), round(logistica(100), 1))

Con 10 sube a 12,7 y en 100 clava el techo: la curva frena sola en K.

Sorteo que suma distinto

Cada agente tira su moneda con su tasa: el promedio de monedas no es la moneda promedio con pocos.

import random
def hijos(N, r=0.3, K=100):
    p = max(0.0, r * (1 - N / K))
    return sum(1 for _ in range(N) if random.random() < p)

print(hijos(10))

06 · Exploración

Laboratorio: curva contra multitud

Población con tasa r y techo K = 200 durante 60 ticks. La curva usa Euler logístico; los agentes sortean hijo por cabeza con tasa individual que varía según heterogeneidad. Verde curva, naranja agentes. ¿Cuánta diferencia aguanta el promedio?

EXPERIMENTO 39

El promedio bajo prueba

N + r·N·(1 − N/K) vs sorteo por cabeza

Los resultados numéricos aparecen debajo.
Curva0
Agentes0
Brecha0 %
LecturaCoinciden

Con r 0,30, la curva y los agentes coinciden.

Dos curvas en el tiempo: verde ecuación lisa, naranja suma ruidosa de agentes. La heterogeneidad reparte tasas distintas con la misma media. Pulsá Nueva réplica para otra suerte con los mismos parámetros.

Preguntas para explorar

  1. Con heterogeneidad 0 e inicial chico, ¿coinciden? ¿Por qué sin diferencias la suma imita al promedio?
  2. Subí la heterogeneidad al máximo. ¿La brecha crece? ¿Qué rompe: media o varianza?
  3. Repetí 3 veces con inicial mínimo. ¿Los agentes terminan igual? ¿Dónde vive la extinción que la curva no ve?
Ver respuestas sugeridas
  1. Sí: todos tiran la misma moneda y hay bastantes para promediar. Suma de iguales es promedio.
  2. Sí: unos muy fértiles y otros casi estériles no promedian lineal con techo. La varianza tuerce el final.
  3. No: con pocos, una mala racha extingue lo que la curva salva. El azar chico mata sin aviso.

07 · Comprensión

Confusiones frecuentes

«La curva refuta al agente»

La curva valida con iguales y muchos; con distintos o pocos el agente avisa. Comparar es delimitar, no pelear.

«Más agentes es curva»

Solo con iguales mezclados. Con red o varianza alta, ni un millón promedia: la estructura manda.

«El ruido es error»

El ruido es información con pocos: extinciones y demoras que la curva lisa no puede dar.

«K es techo duro»

En la curva sí; en agentes el techo frena probabilidad y la suma lo roza con olas. Techo blando, no pared.

08 · Práctica guiada

Ejercicios con Python

Ejercicio 1: techo que frena

Ejecutá y compará lejos del techo contra pegado al techo. Luego probá N mayor que K.

def logistica(N, r=0.3, K=100):
    return N + r * N * (1 - N / K)

print(round(logistica(10), 1), round(logistica(90), 1), round(logistica(110), 1))
Ver solución razonada

Da 12,7, 92,7 y 106,7: crece, frena y pasado el techo baja. K tira para adentro de ambos lados.

Ejercicio 2: predecir la suma ruidosa

Sin ejecutar primero: 20 agentes con p = 0,3. ¿Hijos esperados? ¿Seguro 6?

print(20 * 0.3)
Ver solución

Esperados 6, seguro ninguno: la suma sortea entre 0 y 20. Media 6 con dispersión.

Ejercicio 3: varianza que tuerce

Mitad con r = 0 y mitad con r = 0,6. ¿Media? ¿Crece igual que todos con 0,3 y techo? Pensalo en una línea.

Ver una posible respuesta
print((0 + 0.6) / 2)

Media 0,3 pero la mitad estéril no aporta: con techo y pocos, la varianza frena más que la media.

09 · Síntesis

Ideas para recordar

  • Continuo proyecta promedios; agentes sortean por cabeza y suman.
  • Con iguales y muchos coinciden; con distintos o pocos se separan.
  • La brecha se mide: curva final, agentes final y distancia.
  • Heterogeneidad tuerce y pocos extinguen lo que la curva salva.
  • En Python, Euler logístico gemelo contra sorteo por agente con misma r y K.

En el próximo tema estudiaremos la inicialización de poblaciones: crear agentes, ubicarlos y darles estado.