修士論文2004年度社会シミュレーションのためのモデル作成環境～図解によるシミュレーション・モデルの作成～慶應義塾大学大学院政策・メディア研究科青山希 Copyright © 2005, Nozomu Aoyama Keio University SFC. All rights reserved. 研究概要研究背景コンピュータ・シミュレーションは社会の特徴についての「理解」を深めるための道具として利用することができる社会シミュレーションのためのモデルを作成するためにはソースコードを記述しなければならない図解によるモデル作成環境「Component Builder」モデル作成のプロセスを概念モデリングの段階から支援する UMLと独自に定義したアクション記述言語「Action Block Language」(ABL) を用い，図解でモデルを記述する図解から実行可能なソースコードを生成する Boxed Economy Projectの取り組みモデルフレームワーク(BEFM) シミュレーションのモデル作成のための指針モデルを記述する際に頻繁に登場する要素とその構造が定義されているシミュレーション・プラットフォーム(BESP) BEFMに基づいて作成されたモデルをシミュレーションとして実行するためのソフトウェアモデル作成プロセスの定義概念モデリング(Conceptual Modeling)，シミュレーションデザイン(Simulation Design)，その検証(Verification)を行うことで社会シミュレーションが可能になる本研究の問題意識既存のシミュレーション環境の問題点モデル作成プロセスのうち，概念モデリングや，シミュレーションデザインのフェーズを支援していない特定のプログラミング言語の文法を理解していないとモデルを作成することができないモデルをソースコードで記述するため本質的なモデリング作業に集中しにくいモデル作成環境『Component Builder』概念モデリングフェーズとシミュレーションデザインフェーズの支援 UMLと，社会シミュレーションのモデル作成に特化したアクション記述言語「Action Block Language」 (ABL) を用い，図解でモデルを記述する図解で記述したモデルからシミュレーションとして実行可能なソースコードを自動生成する Component Builderによる概念モデリング ① ② ③ ①クラス図でシミュレーションに登場する概念を定義する ②アクティビティ図でエージェントの活動を分析する ③シーケンス図でエージェント間の相互作用を分析する Component Builderによるシミュレーションデザイン ① ② ③ ①クラス図で静的な構造を設計する ②ステートチャート図で動的な振る舞いを設計する ③アクション記述言語（ABL）でアクションを記述するデモ：パン屋のサンプルモデル簡単な商取引をシミュレートしたモデル「パン屋さん」は「パン」を，「お客さん」は「お金」を持っているお金とパンをやりとりしていく Action Block Language(ABL) 社会シミュレーションのモデル作成に特化した言語 BEFMの用語(Agent，Relationなど)を基にして定義されている論理的な構造(ブロック)と，制御構造(条件分岐，繰り返し)を記述することができるモデル作成に頻出する処理(アクションパーツ)が語彙として定義されている変数を利用することができるアクションパーツアクションを記述する際に頻出する処理の集まり 16のカテゴリに分類されて約150個定義されている引数(パラメータ)と戻り値(結果)を持つ(ない場合もある) アクションパーツの例 •このAgentが持つInformationを取得する •引数：取得するInformationの種類 •戻り値：取得したInformation •このAgentから他のAgentへRelationを結ぶ •引数：Relationを結ぶ相手のAgent，結ぶRelationの種類 •Agentの集合からランダムで N人の Agentを取り出す •引数：抽出元のAgentの集合，抽出するAgentの数 •戻り値：抽出したN人のAgentの集合 ABLで記述されたアクション図解によるモデル作成の意義ソースコードよりも抽象度の高い図解によってモデルを作成することで，反復的なモデル作成がしやすくなる設計をソースコードに変換する作業がなくなることで，バグの混入が少なくなるソースコードを記述しないため作業量が減少する特定のプログラミング言語の知識がなくても，モデルを作成したり，他人が作ったモデルを理解したりすることができる Component Builderによる既存モデルの再現「繰り返し囚人のジレンマ」モデルの再現利害が対立する利己的な主体の間でどのように協調関係が形成されていくのかを調べるための枠組み (Axelrod 1997, 井庭2003) 再現の結果 Java言語でモデルを作成した場合モデル化の作業＋6899行のソースコード ↓ Component Builderを利用してモデルを作成した場合モデル化の作業＋ 715行のソースコード Component Builderの試用実験小規模なモデルを作成する試用実験被験者・・・学生9名前提条件・・・プログラミング，モデル作成ともに1回以上の経験がある実施形態・・・クラス図，ステートチャート図と，アクションの論理的な設計を配布し，アクションをABLで記述してもらう結果プログラミングやモデル作成の経験が少なくてもモデルを作成することができたソースコードではなく図解で記述することで論理的な構造を意識しやすいという感想が得られた ABLを使っても，論理的な思考能力や，プログラミングの概念の理解は必要であることが改めて明らかになったまとめ図解によるモデル作成環境「Component Builder」の提案モデル作成における概念モデリング，設計のフェーズを支援する特定のプログラミング言語の知識がなくてもモデルを作成することができる抽象度の高い図解によってモデルを作成することで，モデル化の作業に集中することができる今後の展望全くソースコードを書く必要がないような仕組みを検討するプログラミングの概念(オブジェクト、手続き、変数、データ構造)や，論理的な思考能力を育成する環境としての可能性を模索する