CDI Type II: Cyber-Enabled Understanding of Complexity in Socio-Ecological Systems via Computational Thinking

CDI 类型 II:通过计算思维通过网络实现对社会生态系统复杂性的理解

基本信息

  • 批准号:
    1125171
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 168万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-09-01 至 2017-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project will advance understanding of complexity in climate-societal dynamics by applying cyber-enabled multiagent systems models integrated with evolutionary computation algorithms. The research will develop, validate, and analyze new computational agent-based models as transformative tools for simulating human societies spatially situated in regions with diverse ecosystems and explicit climate dynamics. The new suite of models will focus on two geographic regions where climate change has significant consequences for humans and ecosystems: Sub-Saharan Africa (over a billion people at high risk of displacement, disease, starvation) and the Arctic Circumboreal region (where the fastest ecological changes are now occurring with shifting patterns comparable to earlier major climate events). The project forges interdisciplinary collaboration among anthropologists, political scientists, earth scientists, and computer scientists to advance the science of complex adaptive systems. The core intellectual merit of the project is its contribution to basic understanding of multiscale complexity in climate-society dynamics, by creating a cyber-enabled integrated computational framework for modeling, simulating, and exploring scenarios. Spatial multiagent systems will be created that include climate dynamics as well as other natural hazards and stressors with direct and indirect effects on social dynamics composed of households and governance institutions. Broader impacts from this project will include (1) new cross-disciplinary understanding of climate-society dynamics, (2) new computational tools; (3) new policy-relevant insights derived via scenario analysis with such tools; (4) innovations in new advanced forms of hybrid computational modeling, enabling new collaborations across disciplines; (5) new support for innovative forms of teaching, training, and learning through computational modeling of complex socio-ecological systems; (6) and multi-institutional opportunities for students from underrepresented groups via classroom visits and museum exhibits. Perpetual archiving of all electronic materials (code and data) will be implemented through the Smithsonian data archiving initiative.
该项目将通过应用与进化计算算法相结合的网络多智能体系统模型,促进对气候社会动态复杂性的理解。该研究将开发,验证和分析新的基于计算代理的模型,作为模拟人类社会空间上位于不同生态系统和明确的气候动态区域的变革工具。这套新的模型将侧重于气候变化对人类和生态系统产生重大影响的两个地理区域:撒哈拉以南非洲(超过10亿人面临流离失所、疾病和饥饿的高风险)和北极环北方地区(生态变化最快的地区,其变化模式与早期的重大气候事件相当)。该项目在人类学家、政治科学家、地球科学家和计算机科学家之间建立了跨学科合作,以推进复杂适应系统的科学。 该项目的核心智力价值是其对气候社会动态中多尺度复杂性的基本理解的贡献,通过创建一个网络支持的集成计算框架来建模,模拟和探索场景。将建立空间多主体系统,其中包括气候动态以及其他自然灾害和压力源,对由家庭和治理机构组成的社会动态产生直接和间接影响。该项目的更广泛影响将包括:(1)对气候-社会动态的新的跨学科理解;(2)新的计算工具;(3)通过使用这些工具进行情景分析得出的新的政策相关见解;(4)新的高级混合计算建模形式的创新,使跨学科的新合作成为可能;(5)通过对复杂社会生态系统的计算建模,为创新形式的教学、培训和学习提供新的支持;(6)通过课堂参观和博物馆展览,为来自代表性不足群体的学生提供多机构机会。 所有电子材料(代码和数据)的永久存档将通过史密森尼数据存档计划实施。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
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  • 通讯作者:
    Raymond Dacey

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  • 资助金额:
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