Multi-level agent-based modeling with the Influence Reaction principle

This paper deals with the specification and the implementation of multi-level agent-based models, using a formal model, IRM4MLS (an Influence Reaction Model for Multi-Level Simulation), based on the Influence Reaction principle. Proposed examples illustrate forms of top-down control in (multi-level) multi-agent based-simulations

One-dimensional parametric determining form for the two-dimensional Navier-Stokes equations

The evolution of a determining form for the 2D Navier-Stokes equations (NSE), which is an ODE on a space of trajectories is completely described. It is proved that at every stage of its evolution, the solution is a convex combination of the initial trajectory and the fixed steady state, with a dynamical convexity parameter $\theta$, which will be called the characteristic determining parameter. That is, we show a remarkable separation of variables formula for the solution of the determining form. Moreover, for a given initial trajectory, the dynamics of the infinite-dimensional determining form are equivalent to those of the characteristic determining parameter $\theta$ which is governed by a one-dimensional ODE. %for the parameter specifying the position on the line segment. This one-dimensional ODE is used to show that if the solution to the determining form converges to the fixed state it does so no faster than $\mathcal{O}(\tau^{-1/2})$, otherwise it converges to a projection of some other trajectory in the global attractor of the NSE, but no faster than $\mathcal{O}(\tau^{-1})$, as $\tau \to \infty$, where $\tau$ is the evolutionary variable in determining form. The one-dimensional ODE also exploited in computations which suggest that the one-sided convergence rate estimates are in fact achieved. The ODE is then modified to accelerate the convergence to an exponential rate. Remarkably, it is shown that the zeros of the scalar function that governs the dynamics of $\theta$, which are called characteristic determining values, identify in a unique fashion the trajectories in the global attractor of the 2D NSE. Furthermore, the one-dimensional characteristic determining form enables us to find unanticipated geometric features of the global attractor, a subject of future research

Trade-off between somatic and germline repair in a vertebrate supports the "expensive germ line" hypothesis

The disposable soma theory is a central tenet of the biology of aging where germline immortality comes at the cost of an aging soma [T. B. L. Kirkwood, Nature 270, 301–304 (1977); T. B. L. Kirkwood, Proc. R. Soc. Lond. B Biol. Sci. 205, 531–546 (1979); T. B. L. Kirkwood, S. N. Austad, Nature 408, 233–238 (2000)]. Limited resources and a possible trade-off between the repair and maintenance of the germ cells and growth and maintenance of the soma may explain the deterioration of the soma over time. Here we show that germline removal allows accelerated somatic healing under stress. We tested “the expensive germ line” hypothesis by generating germline-free zebrafish Danio rerio and testing the effect of the presence and absence of the germ line on somatic repair under benign and stressful conditions. We exposed male fish to sublethal low-dose ionizing radiation, a genotoxic stress affecting the soma and the germ line, and tested how fast the soma recovered following partial fin ablation. We found that somatic recovery from ablation occurred substantially faster in irradiated germline-free fish than in the control germline-carrying fish where somatic recovery was stunned. The germ line did show signs of postirradiation recovery in germline-carrying fish in several traits related to offspring number and fitness. These results support the theoretical conjecture that germline maintenance is costly and directly trades off with somatic maintenance

Modélisation de la température d’un corps par automates cellulaires

International audienceDans cet article, nous traitons d'une alternative aux méthodes analytiques classiques dans le cadre de la modélisation de systèmes complexes. Devant le caractère imprévisible de ces systèmes (où le nombre de composants et l'intensité des interactions sont importants), les méthodes analytiques semblent mal adaptées et des modèles dynamiques discrets, comme les automates cellulaires, peuvent permettre de faireémerger des comportements globaux complexes en déterminant simplement le comportement local et les interactions d'entités primitives. Nous illustrons notre propos en nous intéressantà un problème issu de la médecine légale : la modélisation du comportement thermique d'un cadavre. Aucun des modèles de température actuels, empiriques ou basés sur les lois physiques de transfert de chaleur, ne prend en compte des simulations sous températures variables. Nous proposons une solution qui remédieà ce problème. Nous en détaillons les spécifications, implémentations et résultats. Nous terminons sur l'utilisation de nos travaux, intégrés au sein d'un système multi-agents, et les perspectives de travail

Stratégies d'observation dans les simulations orientées agent

Extended version of Stratégies d'observation de simulations orientées agent, Actes des 17èmes Journées Francophones sur les Systèmes Multi-Agents (JFSMA'09), pp. 233-236National audienceL'observation de simulations orientées agent composées de nombreux agents est une tâche coûteuse en temps de calcul. Dans cet article, nous proposons deux méthodes, très simples à mettre en oeuvre, basées sur la théorie des sondages et la notion d'auto-observation, permettant d'optimiser le calcul d'observables. Ces méthodes sont évaluées et comparées empiriquement sur un problème jouet

Thermoregulation in P. Terraenovae aggregations, an agent-based approach

International audienceThis paper deals with an important issue of forensic entomology: the estimation of the temperature in a "maggot mass". An agent-based model of the thermoregulation behaviour of fly (Protophormia terraenovae) larvae is described. Simulation results show that the model reproduces an important observed pattern and thus, might be used in entomological expertises

Super-twisting sliding mode controller for freeway ramp metering

Colloque avec actes et comité de lecture. internationale.International audienceIn this paper we propose a new feedback controller for freeway ramp metering. It is based on a second order sliding mode technique called super twisting sliding mode controller (STSMC). It is a simple and robust controller. It is less sensitive to parameter values and the model uncertainty with less problem of chattering phenomenon compared to the first order sliding mode controller. And then, this new controller is compared with a well known feedback controller for freeway ramp metering called ALINEA. The simulations show a good result of the new controller for freeway ramp metering. Moreover, compared to ALINEA, the STSMC can cope better the system in term of robustness and uncertainty

GESTION TEMPS REEL D’UN RESEAU D’ASSAINISSEMENT BASEE SUR LA SIMULATION D'UN MODELE CONTINU

Colloque avec actes et comité de lecture. internationale.International audience"Les outils actuels de gestion en temps réel des réseaux s’appuient sur deux outils logiciels : les logiciels de prévision météorologique et les logiciels de simulation hydraulique. L’usage des premiers est une cause importante d’imprécision et d’incertitude, l’usage des seconds oblige à des pas temporels de décision importants du fait de leur besoin en temps de calcul. Cette façon de procéder fait que les résultats obtenus sont généralement éloignés de ceux attendus.L’idée force du projet CARDIO est de changer de paradigme de base en abordant la problématique par la face « automatique » plutôt que par celle « hydrologie ». L’objectif est de rendre possible la réalisation d’un grand nombre de simulations en des temps très courts (quelques secondes) permettant de se passer des prévisions météorologiques en utilisant directement les données pluviométriques recueillies en temps réel. L’objectif est de parvenir à un système où la prise de décision est réalisée à partir de données fiables et où la correction de l’erreur est permanente.Les premiers résultats obtenus à partir d'une simulation d'un exemple test montrent l'efficacité de l’approche développée.