Synchronizing Wisdom and Implementation: A Formal ODD Approach to Expressing Insights on Bullying
Denne avhandlingen takler kvalitetsutfordringer med domene-spesifikk modellering (DSM), og ble opprinnelig motivert av behovet for å lage kvalitetsmodeller for sosial konflikt.
Themis Dimitra Xanthopoulou
Ph.d.-kandidat
Themis Dimitra Xanthopoulou disputerer med ph.d.-avhandlingen "Synchronizing Wisdom and Implementation: A Formal ODD Approach to Expressing Insights on Bullying" 24. november 2023.
Slik oppsummerer kandidaten selv avhandlingen
Sosiale simulering, en blanding av normalt adskilte felt, bruker datamodeller for å beskrive, forstå, forutsi og reflektere over sosiale fenomener. Modellene skapes ved å integrere kunnskap fra akademiske og ikke-akademiske kunnskapsbærere.
Modellkvaliteten sikres gjennom ulike prosesser av modelleringsteamet som skal verifisere samordningen av kunnskap og implementeringen av den i simuleringsmodellen. På grunn av manglende tekniske ferdigheter vil kunnskapsbærere noen ganger ikke forstå modellkoden fullt ut. Derfor utføres verifikasjonen ofte indirekte, for eksempel ved å evaluere konseptuelle modellbeskrivelser.
Denne avhandlingen takler kvalitetsutfordringer med domene-spesifikk modellering (DSM), og ble opprinnelig motivert av behovet for å lage kvalitetsmodeller for sosial konflikt. Det ble utviklet et DSM-verktøy med designmetoden, supplert med en case-studie om universitetsmobbing som gav førstehåndserfaring med kvalitetsutfordringene. Designmetodikken inkluderte problemutforskning, identifisering av en DSM-løsning, valg av domene og programmeringsspråk for DSM-verktøyet, smidig utvikling av domenespråket med testmodeller, og en sluttevaluering ved bruk av casestudiemodellen.
Løsningen innebar å lage et DSM-verktøy med et brukervennlig grensesnitt som bruker et domenespråk på høyt nivå som passer for konseptuelle modellbeskrivelser. Kunnskapsbærere kan bruke verktøyet til å beskrive sin kunnskap i domenespråket. Modellkode genereres deretter automatisk fra disse beskrivelsene.
ODD-protokollen er en mye brukt dokumentasjonsmetode i sosial simulering. For å bygge DSM-verktøyet utviklet vi konseptet for en formalisert ODD - en ODD-protokoll med en formell representasjon av modellen, inkludert et krav om fullstendige beskrivelser. Vi brukte dette konseptet for å utvikle et formelt ODD-domenespråk.
DSM-verktøyet ble bygget ved hjelp av MPS-plattformen, med Formal ODD som domenespråk og NetLogo som programmeringsspråk. Prosessen med å skrive en modellbeskrivelse ved å bruke det formelle ODD-språket til DSM- verktøyet vårt li gner på å skrive en uformell ODDprotokoll, men med ekstra seksjoner for økt modellgjennomsiktighet. Vi anbefaler å ta i bruk den formelle ODD siden den ikke bare reduserer modelleringstiden og eliminerer potensielle kodefeil, men også gir nøyaktige modellbeskrivelser som muliggjør replisering og åpenhet samt reduserer risikoen for feil. Vår erfaring med casestudien om mobbing avdekket begrepsuklarhet som en potensiell feilkilde av modellkvaliteten. Vår egen formelle ODD-implementasjon hjelper til med konseptuell avklaring.
Vårt hovedbidrag, DSM-verktøyet, er en løsning på verifiseringsproblemet ved å formelt beskrive kunnskap fra modelleringsteamet, uten at kunnskapsbærere må tilegne seg programmeringsferdigheter. Avhandlingen bidrar også med et nytt rammeverk for å forstå stadiene i modelleringsprosessen. Rammeverket ble opprettet basert på Object Management Group sitt hierarki og de nye konseptene modellfysikk og modellkontekst. Som resultat av casestudiet gir vi en grunnleggende modell for sosiale simuleringsmodeller knyttet til eksklusjon og marginalisering.