Investigadores crean el primer modelo a gran escala de movilidad humana que incorpora la naturaleza humana. El trabajo es ampliamente aplicable a estudios de desplazamiento, migración, transporte de mercancía e incluso epidemias.
Denise Brehm, Civil and Environmental Engineering, MIT News Office. Original (en inglés).
Por más de medio siglo, muchos científicos sociales y geógrafos urbanos interesados en modelar el movimiento de gente y bienes entre ciudades, estados o países han dependido de una fórmula estadística llamada ley de gravedad, que mide la “atracción” entre dos lugares. Introducido en su forma contemporánea por el lingüista George Zipf en 1946, la ley está basada en la suposición de que el número de viajes entre dos ciudades es dependiente del tamaño de la población y la distancia entre las ciudades. (El nombre viene de una analogía con la ley de gravedad de Newton, que describe la atracción entre dos objetos basado en la masa y la distancia.)
Aunque es ampliamente usada en estudios empíricos, el modelo de gravedad no es muy preciso para hacer predicciones. Los investigadores deben readaptar datos al modelo incluyendo variables específicas a cada estudio para poder forzar los resultados a que concuerden con la realidad. Y con muchos más datos ahora siendo generados por las nuevas tecnología como los teléfonos celulares y el Internet, los investigadores en muchos campos están viendo hacia el estudio de movilidad humana con un deseo de aumentar su rigor científico.
Para este fin, investigadores del MIT, la Universidad Northeastern y la Universidad de Padua en Italia han identificado una falla subyacente en el modelo de gravedad: La distancia entre dos ciudades es mucho menos importante que el tamaño de la población en el área que las rodea. El equipo ha creado ahora un modelo que toma los motivos humanos en consideración en lugar de simplemente asumir que las ciudades más grandes atraen más desplazados. Probaron entonces su “modelo de radiación” en cinco tipos de estudios de movilidad y compararon los resultados a datos existentes. En cada caso, las predicciones del modelo de radiación eran mucho más precisas que el modelo de gravedad, el que a veces falla por un orden de magnitud (10 veces más grande o más chico).
“Usando una aproximación multidisciplinaria, se nos ocurrió una simple fórmula que trabaja mejor en todas las situaciones y muestra que la distribución de la población es el factor clave en determinar flujos de movilidad, no la distancia”, dijo Marta González, la Profesora Asistente de Desarrollo de Carreras de Gilbert Winslow en el departamento de Ingeniería Civil y Ambiental y la División de Sistemas de Ingeniería en el MIT, y co-autora de una revista académica publicada el 26 de Febrero en la edición en línea de Nature. “Quería ver si podíamos encontrar una manera de hacer que el modelo de gravedad trabajara más precisamente sin tener que cambiarlo para coincidir con cada situación”.
El profesor de física Albert-László Barabási de Northeastern es el autor líder e investigador principal en el proyecto. Filippo Simini de Northeastern y Amos Maritan de la Universidad de Padua son co-autores.
“Creo que esta revista académica es un avance mayor en nuestro entendimiento del comportamiento humano,” dijo Dirk Brockmann, un profesor asociado de ciencias de ingeniería y matemáticas aplicadas en la Universidad Northwestern quien no estuvo involucrado en el proyecto de investigación. “El valor clave del trabajo es que proponen una teoría real de movilidad haciendo pocas suposiciones básicas, y este modelo es sorprendentemente consistente con datos empíricos”.
La ley de la gravedad establece que el número de personas en una ciudad que se desplazaran a una ciudad más grande está basado en la población de la ciudad más grande. (Mientras más grande sea la población de la ciudad grande, el modelo predice más viajes.) El número de viajes se reducirá según la distancia entre las ciudades crezca. Un problema obvio con este modelo es que predecirá viajes a una ciudad grande sin tomar en consideración que el tamaño de la población de las ciudades más pequeñas pone un límite finito en cuanta gente es posible que viaje.
El modelo de radiación considera esto y otras limitaciones del modelo de gravedad al enfocarse en la población del área que rodea, que está definida por el círculo cuyo centro es el punto de origen y cuyo radio es la distancia al punto de atracción, usualmente un trabajo. Asume que la disponibilidad de trabajos es proporcional al tamaño de la población del área entera y califica lo atractivo de un trabajo potencial basado en la densidad de población y la distancia de viaje. (La gente esta dispuesta a aceptar desplazamientos más largos en áreas con menor densidad de población que tienen pocas oportunidades de trabajo).
Para demostrar la precisión del modelo de radiación al predecir el número de desplazados, los investigadores seleccionaron dos pares de distritos en Utah y Alabama – cada uno con un conjunto de ciudades con tamaños de población y distancias entre ellos comparables. En esta instancia, el modelo de gravedad predice que una persona se desplazará entre cada set de ciudades. Pero de acuerdo a los datos del censo, 44 personas de desplazaron en Utah y seis en el área escasamente poblada de Alabama. El modelo de radiación predice 66 desplazados en Utah y dos en Alabama, un resultado dentro del límite aceptable de error estadístico, dice González.
Los co-autores también probaron el modelo en otros índices de conectividad, incluyendo viajes cada hora medidos por datos telefónicos, desplazamiento entre distritos de los Estados Unidos, migración entre ciudades estadounidenses, llamadas telefónicas entre ciudades hechas por 10 millones de usuarios anónimos en un país Europeo, y el envío de bienes por cualquier forma de transporte entre estados en los Estados Unidos y las mayores áreas metropolitanas. En todos los casos, los resultados del modelo coincidieron con datos existentes.
“Lo que diferencia el modelo de radiación de otros modelos fenomenológicos es que Simini y todos asumen que la migración o el movimiento de un individuo a un nuevo lugar está determinado por lo que ‘es ofrecido’ en el lugar – por ejemplo, oportunidades de trabajo – y que este potencial de empleo es en función del tamaño de un lugar”, dijo Brockmann. “A diferencia del modelo de gravedad y otros modelos de la misma naturaleza, el modelo de radiación está basado en el motivo humano posible. Los modelos de gravedad solo asumen que la gente se mueve a las grandes ciudades con alta posibilidad y que también este movimiento probablemente se reduce con la distancia; no están basados en el primer principio subyacente”.
Reimpreso con permiso de MIT News.
Fuente
http://web.mit.edu/ (en inglés)