En ny teknik gør det muligt for forskere at oprette rigtige systemkartografiske kort i forskellige skalaer

Forskere ved Institute of Complex Systems ved University of Barcelona (UBICS) har udviklet en metode til at repræsentere netværkssystemer, såsom posttjenester og internettet, i forskellige skalaer, som om de var kartografiske kort.

UBICS -forskere M. Ángeles Serrano, Guillermo García-Pérez og Marián Boguñá, der gennemførte undersøgelsen offentliggjort i Naturfysik , anvendt en renormaliseringsgruppeteknik på virkelige systemer. "Denne teknik giver os mulighed for at udforske et system i forskellige opløsningsniveauer, såsom en slags omvendt mikroskop, der giver os mulighed for at zoome ud og udvide skalaen, som vi gør observationen til, "siger ICREA -forskningslektoren M. Ángeles Serrano, direktør for undersøgelsen.

"At kunne bevæge sig rundt i et netværk i flere skalaer er meget vigtigt i systemer, hvor du har mange interagerende elementer, såsom de netværk, vi studerede. Disse systemer er multiscale netværk, det er, deres struktur eller tilhørende processer skyldes en blanding af strukturer og processer i forskellige skalaer, "siger Guillermo García-Pérez, første forfatter til undersøgelsen. "Hver skala har specifikke data, men skalaer hænger også sammen mellem dem, " han siger.

Representerer virkeligheden som komplekse netværk

UB -forskerne anvendte den teknik, de udviklede, på de ovennævnte systemer. Selvom de er forskellige, alle kan defineres i form af noder og forbindelser. I nogle tilfælde, for eksempel inden for musik, forskere betragter akkorder som noder og forbindelser.

Under alle omstændigheder, alle disse systemer kan defineres via den "lille verdensejendom" som komplekse netværk, fordi knudepunkterne kun er forbundet i få trin. "Det er på grund af den lille verdens ejendom, at det havde været umuligt at opdele strukturelle skalaer i reelle komplekse netværk, og for at gøre det, vi var nødt til at udvikle geometriske kort på hver af dem, så vi kunne definere afstandene mellem knudepunkter, ”siger Marián Boguñá.

I øvrigt, disse netværk viser yderligere to funktioner:De har en heterogen forbindelse, dvs. have elementer med en høj forbindelse og andre med lav forbindelse; og de viser mange knudepunkter i en trekantet form (klynge).

"Dette er første gang, en virkelig geometrisk renormaliseringsgruppe er blevet defineret i komplekse netværk, "siger Ángeles Serrano, der tilføjer "Vi kan nu bygge kort over komplekse netværk i ordets mest kartografiske betydning, rigtige kort, hvor elementer eller noder har positioner og afstand mellem dem. Disse kort er ikke kun attraktive visuelle repræsentationer, men de er fulde af mening, og de giver os mulighed for at finde information om systemerne og navigere gennem dem. Vi kan øge systemnavigationen, hvis vi tager hensyn til oplysningerne fra renormaliseringsgruppen, som giver os mulighed for at udfolde netværk på de forskellige skalaer, der bygger dem op, og hvilke, ud over, vise sig at være selvlignende, det er, de har den samme organisation i forskellige skalaer. "

Disse resultater kan også anvendes til at lave reducerede versioner af de originale netværk i mindre skalaer med de samme egenskaber. "Muligheden for at reducere kopier har et stort potentiale, f.eks. de kan tjene som en testbænk til vurdering af dyre processer i originale netværk, såsom nye internet routing protokoller, "slutter Serrano.