Universitat Rovira i Virgili

Un estudi publicat a la revista "Nature Physics" ajuda a entendre la complexitat de les xarxes interconnectades

Dilluns, 16 de setembre de 2013

Un dels dos autors de l'estudi és Àlex Arenas, catedràtic de la Universitat Rovira i Virgili

Arenas és director del grup de recerca ALEPHSYS (Algorithms Embedded in Physical Systems) del Separtament d'Enginyeria Informàtica i Matemàtiques -alhora que està vinculat a l'Institut Català de Paleocologia Humana i Evolució Social (IPHES). L'altre autor de l'estudi és Filippo Radicchi del Center for Complex Networks and Systems Research, d'Indiana (EUA) i anteriorment investigador Ramón y Cajal del Departament d'Enginyeria Química de la URV.

Les persones viuen envoltades d'un entramat de xarxes en les quals flueix la informació, les persones i els béns. Des de les xarxes de comunicació personal que es controlen -twitter, facebook, linkedin, etc.- passant per les xarxes de transport -autobús, metro, tramvia etc., fins les relacions econòmiques o la socialització de la tecnologia poden ser descrites com xarxes interconnectades. Conèixer les interconnexions entre aquestes xarxes pot ajudar a predir els efectes de la interdependència dels sistemes complexos.

Aquestes xarxes són interdependents entre si i poden presentar característiques estructurals i dinàmiques diferents de les que es poden observar en les xarxes aïllades. Els comptes de facebook, per exemple, actuen de manera diferent si funcionen de manera independent que si es tenen vinculats o relacionats amb una altra xarxa social, com Twitter, o altres. De ser així l'impacte de les informacions varia, la distribució de la informació és una altra i els arxius que s'hi fan públics tenen un impacte diferent.

Aquest sistema d'interaccions més comú és extrapolable a d'altres camps com el biològic, per exemple, que funciona també amb diferents capes d'interaccions. És per això, explica Àlex Arenas, que "els sistemes complexes interconnectats presenten un delicat equilibri entre la seva independència i la globalitat". Afegeix, a més, que un acoblament d'aquestes capes pot provocar una "transició brusca" amb implicacions importants en el seu funcionament.

En l'estudi publicat, "Abrupt transition in the structural formation of interconnected networks", es demostra que la composició de les xarxes independents en una xarxa de xarxes interconnectades presenta una transició estructuralment abrupta. Depenent de la importància relativa de les connexions inter i intra-capa, els autors d'aquest treball han trobat que tot el sistema interdependent es pot configurar entre dos règims: en un, les diverses capes estan estructuralment desacoblades i actuen com a entitats independents, mentre que, en l'altre, les capes són indistingibles i tot el sistema es comporta com una xarxa única.

La recerca ha posat de manifest analíticament què la transició entre els dos règims és discontínua fins i tot per xarxes de grandària finita. Per tant, qualsevol sistema interconnectat en el món real està potencialment en risc de canvis bruscos en la seva estructura que poden reflectir en les noves propietats dinàmiques.

La interacció de diversos elements que conformen una xarxa complexa forma des dels sistemes socials, els ecosistemes, fins al transport o els mercats financers per exemple. Aquests sistemes s'estudien des de les ciències de la complexitat i s'apliquen en temes d'actualitat com pot ser el comportament social, la mobilitat humana o les smart cities.

Compartir

  • Twitter
  • Google+
  • Facebook
  • Linkedin

Pujar