Netlogo – Oficina de Modelos

Pessoal, venho aqui divulgar um software gratuito chamado Netlogo. Ele pra mim é como uma oficina de modelos com forte apelo para simulação dos mesmos. Ele pode ser baixado no site oficial:

http://ccl.northwestern.edu/netlogo/

Vou falar rapidamente do que acho relevante nele. Primeiro: fácil utilização. Você vai lá (depois de instalar) em File => Model Library e se depara com várias pastas de modelos aplicáveis em várias áreas. Vale salientar que modelos bons geralmente são ricos no sentido de serem aplicados à diversas áreas. Por exemplo, a descrição da percolação num incêndio em uma floresta é a mesma para a formação de uma rede de ligações de hidrogênio num recipiente, por exemplo. Para uma aula é show de bola, e a partir de alguns exemplos pretendo convencê-los disso. Segundo: amplia seu leque de opções de maneira quase indolor. Por que? Ora, você conhecendo vários tipos de modelos pela exploração das diversas simulações disponíveis torna mais provável que você reconheça algum comportamento similar ao que você vê em seu trabalho e pretende descrever por meio de um modelo. Aí você pode correr atrás do prejuízo e conhecer melhor o modelo em outras fontes, detalhadamente. Esta analogia se torna mais fácil porque o programa tipicamente tem uma simulação acompanhada de gráficos e valores numéricos iniciais. Se você não quer escolher os valores iniciais, é só apertar “setup” (valores automáticos são escolhidos), e clicar em “go” para a simulação rodar.
Bom, vários modelos são disponíveis e continuam crescendo em número. Vou citar uns poucos que acho interessantes.
Em biologia dois se destacam pra mim, e são sobretudo exemplos comuns no estudo de dinâmica não-linear em física e na teoria qualitativa das equações diferenciais (fundada por Poincaré) por matemáticos: modelos de predador-presa (no Netlogo é o modelo “Wolf Sheep Predation”) e a sincronização de vaga-lumes (modelo “Fireflies”), mostrado abaixo:

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O segundo reproduz a sincronização da emissão de luz por muitos vaga-lumes mesmo que o início (um vaga-lume aqui outro acolá) comecem meio que esporadicamente. A sincronização é muito bonita é vale a pena ver no youtube (para mais detalhes sobre o modelo consultar o livro do Strogatz, Nonlinear Dynamics And Chaos: With Applications To Physics, Biology, Chemistry, And Engineering, que pode ser consultado em http://books.google.com.br/books?id=dTvTzBeRn3cC&printsec=frontcover&hl=pt-BR&source=gbs_ge_summary_r&cad=0#v=onepage&q&f=false):

Em física ressalto o modelo de percolação (“Fires” em “Earth Sciences”, e mostrado na figura abaixo), neste caso usado para simular o incêndio em uma floresta, e o os modelos de automato celular.

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Os modelos de automato celular são bastante didáticos, pois apresentam os quatro tipos de resposta que um sistema pode revelar: equilíbrio (estacionária), periódica, aleatória e caótica. O modelo de percolação possui uma característica interessante, que é o chamado “tip”, uma mudança brusca de comportamento. Não explicarei detalhes, mas se você mexer nos valores de “density” da simulação, vai reparar algo curioso. Até algo em torno de 59% o fogo não chega até o final da floresta, mas basta aumentar para 60 ou 61% e provavelmente ele o fará, tão mais provavelmente quanto maiores os valores de densidade.
Em química cito o modelo de cristalização limitada por difusão (“DLA”), cromatografia a gás (show de bola, em “Gas Chromatography) e um dos modelos para a célebre reação de Belousov-Zhabotinsky:

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Que pode ser contemplada em vários vídeos, inclusive este:

(Ainda fico impressionado como conseguiram modelar este fenômeno)

É isso pessoal. Espero que tenham a curiosidade de baixar e usar como um teste pelo menos. Até a próxima.

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