<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Archiving and Interchange DTD v1.0 20120330//EN" "JATS-archivearticle1.dtd">
<article xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
  <front>
    <journal-meta />
    <article-meta>
      <title-group>
        <article-title>ABSS Methodology for Testing Complexity­Levels:  Case of Elementary Forms of Sociality 1</article-title>
      </title-group>
      <contrib-group>
        <contrib contrib-type="author">
          <string-name>Francisco J. MIGUEL QUESADA</string-name>
          <xref ref-type="aff" rid="aff0">0</xref>
        </contrib>
        <aff id="aff0">
          <label>0</label>
          <institution>Departament de Sociologia, Universitat Autònoma de Barcelona, Spain. SSASA research group (Social Simulation &amp; Artificial Societies Analysis)</institution>
        </aff>
      </contrib-group>
      <abstract>
        <p> In this paper, we studied the problem of trade­off between including  theoretically required elements against excluding irrelevant levels of complexity,   one   difficult   dilemma   that   ABSS   practitioners   must   cope   with   because  today social scientists still finds hard to code even the most simple artificial societies while they need to consider all kind of social complexity. We argued that  there exists heterogeneity between ABSS communities, and we characterise in  general terms the ordered set of preferences of the two main variants. Therefore, with a commitment to the academic variant, we make some remarks about  the acceptability of a social simulation among the social sciences scholars. Finally, we present a methodology to check the relevance of different levels of  complexity, as candidates to be included into any ABSS, or as the core of a  generic simulation builder. This is made by means of an example that considers  Fiske's theory about elementary forms of sociality in a quasi­experimental way.</p>
      </abstract>
    </article-meta>
  </front>
  <body>
    <sec id="sec-1">
      <title>-</title>
      <p>
        ology can better illustrate this idea [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref3">3</xref>
        ] [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref4">4</xref>
        ]. There are multi­agent systems, with a so­
cial flavor, and there are social theory, with a formalization flavor. Then, agent­based 
social simulation (ABSS) can be seen as a clear connector or bridge between at least 
two   disciplinary   boundaries:   those   corresponding   to   some   of   the   social   scientists' 
community and some of the computer engineering's community. 
      </p>
      <p>
        The list of social processes and phenomena subject to research by mean of formal­
ized methods, modeling and experimental computer simulating is large and is increas­
ing ­as the JASSS index can show [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref5">5</xref>
        ]­. Some recent books about general sociological 
theory incorporate results of ABSS research [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref6">6</xref>
        ]. But, in spite of the “clear bridge” and 
the growing interest, actually it can be said that the ABSS ­or other kind of simula­
tion­ approaches are far from belong to the mainstream of social sciences research.
      </p>
      <p>Our argument is that we cope with a “Social Scientist Dilemma”: without a strong 
programming competence the social scientist finds hard to build even the most simple 
artificial   society,   but   the   social   scientist   is   forced   to   necessarily   consider   the   high 
complexity of any social system. To solve this dilemma, for each research project, an 
ABSS researcher have to balance the amount of complexity that she/he wants to im­
plement into the model against the programming learning­curve effort needed for that 
level of complexity.</p>
    </sec>
    <sec id="sec-2">
      <title>2. Theoretical Vs. Empirical Quality and the two Communities.</title>
      <p>
        Research is not an individual issue, but an institutional social practice, so the “Satisfa­
cing Trade­off” criteria for the evaluation of a social simulation model are a matter of 
social   scientists   community.   Although   there   exist   some   efforts   to   establish   quality 
standards for ABSS research and results dissemination [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref7">7</xref>
        ] [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref8">8</xref>
        ] there are still no clear, 
distinct and common guidelines available. This is a relevant issue, because  the sci­
entific acceptability of an ABSS research depends on the mentioned dilemma.2
      </p>
      <p>The question about the meaning of satisficing trade­off for social scientists leads to 
the problem of setting common criteria to evaluate the quality of research. A satisfa­
cing simulation research in any domain can 1) provide excellent quality in the simu­
lated output data, fitting with actual empirical information (“empirical quality” EQ), 
and can 2) be highly coherent with the set of theoretical most accepted and updated 
knowledge for the specific domain ­both in the “fine grain” description of the model, 
in the rules governing the system evolution throughout the time and in the initial ad­
justments of the simulation­ (“theoretical quality” TQ). These two cross dimensions 
provide four ideal types as show Table 1.</p>
      <p>Table 1. Empirical Quality Vs. Theoretical Quality.</p>
      <p>High EQ
Low EQ</p>
      <p>High TQ</p>
      <p>Excellence (ex)
Validation needed (vn)</p>
      <p>
        Low TQ
Black Box (bb)
Insufficiency (in)
2  Axelrod illustrate his own difficulties to publish ([
        <xref ref-type="bibr" rid="ref1">1</xref>
        ] #6 “ABM can be hard sell”).
      </p>
      <p>
        A plausible conjecture about the order or preferences among ABM practitioners is 
that there is a significant degree of heterogeneity between different communities. So, 
at least two variants could exist: an academic/research variant (ex&gt;vn&gt;bb&gt;in) and an 
engineering/professional  variant (ex&gt;bb&gt;vn&gt;in). For instance, in regard to computa­
tional economy, López has enunciated this distinction as follows:  “From an engin­
eering approach it is pursued to generate ideal entities that could act in actual mar­
kets. From a social sciences  approach it is intended to replicate  the most realistic  
agents  attainable  taking  part in artificial markets,  in  order to  understand how  the  
transactions among actual individuals get organized”. [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref9">9</xref>
        ]
      </p>
      <p>There is no systematic research developed until now to confirm the general hypo­
thesis about the heterogeneity in the arrangement of preferences, as well as to estab­
lish   the   specific   characterization,   for   different   communities   of   ABM   practitioners. 
With no need to formalizing here this argument ­by means of Game Theory­ it can be 
said that the actual existence of the aforementioned heterogeneity between communit­
ies can be one of the motives for some problems that have an effect on multidisciplin­
ary collaborations in the domain of applied simulation, that is to say, between  aca­
demic specialists in social sciences  and engineering specialists in computer simula­
tion. It is necessary to choose a variant in order to face the problem of social systems 
complexity.   From   an   understanding   perspective,   so   that   the   analysis   of   social   pro­
cesses and systems attempt to produce an organized and coherent set of theoretical as­
sumptions   about   the  mechanisms   that   generate  the   observational   data   outputs3,   is 
preferable to assure high levels of theoretical quality (ex, vn).</p>
      <p>The choose of this variant imply that any option lowering the theoretical quality in 
order to assure empirical data fitting must be rejected as a mere second­best, for in­
stance,   any   knowledge   approaching   by  means   of  automatic   building  of   neural   net­
works. In other words, it can not be considered satisficing those models and simula­
tions that generate  datasets  with a  high adjustment  with empirical observations  but 
lacking of “fine grain descriptions” about the system elements and relationships as for 
the actual state of theoretical corpus of social knowledge.</p>
      <p>
        Of course in any model a “fine grain description” is a formal representation of the 
object system, and therefore, more or less, a simplification. But, simplification does 
not necessarily means “black boxes”. Moss &amp; Edmonds point up to a pair of AMSS 
properties that should attract the interest of sociologists [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref10">10</xref>
        ]: 1) they capture features 
of actual social order producing data with empirical relevance, but also 2) they natur­
ally draw upon and cohere with “detailed” core strands of sociological literature. The 
same idea can be traced in Epstein's research programme on generative social science 
and other well­know epistemological proposals. [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref6">6</xref>
        ] [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref12">12</xref>
        ]
3   This is a widespread psycho­social perspective, illustrated by the weberian claim for  ver­
stehen, that have been recognized as close to the ABSS methodology [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref10">10</xref>
        ] [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref11">11</xref>
        ].
      </p>
    </sec>
    <sec id="sec-3">
      <title>3. Levels of Social Complexity: Necessary in an ABSS?</title>
      <p>
        So, ¿what will be the best approaching to complexity in the social domain by means 
of ABSS? In accordance with the preceding arguments the answer must be: including  
into the simulation model all the relevant elements in line with the most updated the­
oretical knowledge, even 1) if it must be shaped as plain simplifications and 2) if it  
will not produce accurate datasets fitting with empirical observation. This second is­
sue is a main research field in ABSS and there is relevant work about the validation 
problems [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref11">11</xref>
        ]. As for the first issue, if social scientists community considers “com­
plexity” as a key issue then the first step is to inquire into the sources or complexity 
that relates  with ABSS. It is not just the heterogeneity of the human behavior con­
sidered as result, but especially the heterogeneity of 1) the basic elements that gener­
ate such results, and 2) the diversity of levels in which such basic elements interact. 
      </p>
      <p>
        At least five levels of complexity4 can be recognized in any ABSS of a complex so­
cial system 5:
• 1­level: The basic complexity of the cognitive “subsystem” of each social agent, 
which implies a ­more or less­ complex cognitive model of environment perception 
and (re)action.
• 2­level: The added complexity of social agents with operating and evolving “social 
images/maps” about other's behavior expectations (i.e., trust, social norms, institu­
tional order...).
• 3­level: The added complexity that becomes from the heterogeneity of multi­agent 
interaction contexts, both considering some kind of typical situations such as Game 
Theory formalizations [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref4">4</xref>
        ] [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref12">12</xref>
        ], or some kind of sociability contexts such as Rela­
tional Models [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref13">13</xref>
        ].
• 4­level: The added complexity of multiple individual actions aggregation,  which 
dynamically generate patterns of macro­social outcomes, commonly know as “first 
order emergence”.
• 5­level: The added complexity of loopback systems, with effect processes from the 
macro­social into the most basic levels by means of “cognitive  reconfiguration” 
and “experience learning”, or “second­level emergence” [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref11">11</xref>
        ].
      </p>
      <p>
        Each of these levels affects the “upper” one, except for the last loopback, specially 
linked to 1­level and 2­level 6. The 0­level does not apply to actual social systems, but 
to any computed simulated society. In the 1­level the complexity is shared with any 
other ecological system; the 2­level and 3­level can be considered human ­or DAI­ 
4 This  hierarchy  of  levels  refers  to  a  simulated  or  artificial  society,   and  does  not  intend  to 
match with other “level of social systems complexity” outlines, like the proposal of Fliedner 
[
        <xref ref-type="bibr" rid="ref14">14</xref>
        ].
5 It   can   be   considered,   according   with   the   personal   dimension   of   the   “Social   Scientist   Di­
lemma” but out of the proposed incrementalist schema, an additional 0­level that becomes 
from the technique complexity of computer simulation itself, and from computational limita­
tions.
6 The difference between second­order emergence in Nigel Gilbert's view and immergence or 
sociocognitive emergence in Rosaria Conte's view is related to this loopback link.
specific.   The   4­level   and   5­level   complexity   is   shared   with   any   material   multi­
particles system. Although most of the complexity levels can be found in non­social 
systems, some of the mechanisms that rule the evolution of social systems over time 
are human specific, for instance, the social labeling learning.
      </p>
    </sec>
    <sec id="sec-4">
      <title>4. An Example of Complexity Level Checking Methodology: The 4  basic social bounds (3­level)</title>
      <p>While social simulations are just simplified models of object social systems ­or parts 
of social systems­, is not necessary to include every complexity level the implementa­
tion. Rather,  the  specification  in detail of  every  level of  social systems complexity 
into a ABSS could result in a computational trap (0­level). Of course, every simula­
tion is build on the basis of a particular research problem, and that is the reason why it 
is not needed to include every level. But, if the case is about establishing the minim­
um complexity level for a generic  simulation builder  or generator,  then the criteria 
should be to include all relevant levels of complexity that assure the wide community 
acceptance on the basis of the most updated theoretical foundations into the social do­
main.</p>
      <p>Regardless   of   this   general   theoretical­including   criterion,   there   are   a   number   of 
theoretical models that have been not yet included into any computer simulation, so 
that they are not validated. A simple methodology to validate or dismiss hypothesis 
about the relevance of a certain complexity n­level ­or about some element or mech­
anism­ is to check the outcomes from a simulation that includes it against an identical 
simulation except for the lack of it. Then, if data analysis supports the null hypothesis 
of no significance differences between outcomes we can conclude that the n­level (or 
element or mechanism) is irrelevant. In ABSS, due to the 0­level complexity, it is no 
acceptable to include any irrelevant element, because of the risk of decreasing compu­
tational performance. Following this methodology, after the implementation of an ad­
ditional feature into a base simulation model, the further the variant simulation out­
comes deviate from the base simulation outcomes, the greater the doubt cast upon its 
validity as a relevant element.</p>
      <p>
        As a plain example of this methodology,  hereafter  are presented some guidelines 
for checking a theoretical model “located” into the 3­level of complexity, that is, the 
social  complexity that becomes  from the  fact  that social agents  interacts  with each 
other in a different way. For instance, in terms of coordinate an action a group “can  
seek a consensus of the group as a whole, the chief can decide (and delegate minor  
aspects of the decision), people can vote, or they can use a   market mechanism based  
on  utility  or prices”  (Fiske,  2005).  There   are   many ways  to  solve  each  interaction 
context, but the Relational Models Theory (RMT) posits that  “human relationships  
and social systems are culture­specific implementations of just four elementary rela­
tional   models   in   various   combinations”  [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref17">17</xref>
        ][
        <xref ref-type="bibr" rid="ref18">18</xref>
        ][
        <xref ref-type="bibr" rid="ref19">19</xref>
        ].   Concerning   interchange   of 
goods, services or information7, this four RM can be characterized as follows:
• Communal Sharing (CS): An equivalence relation, so that agents in each group are 
the same in respect to resources, so they share each other but not with outsiders.
• Authority   Ranking  (AR):   A   linear   hierarchy   in   which   agents   are   asymmetrically 
differentiated, so that the “upper” agent can take resources from the “lower” one, 
but not the opposite way.
• Equality Matching (EM): The agents keep track of the additive differences regard­
ing the interaction partner resources, with an even balance as the reference point.
• Market Price  (MP): A relation based on a socially meaningful proportionality, so 
that the interchange will be ruled by a consensus ratio (monetary unit, utility, effi­
ciency, effort, merit, or anything else).
      </p>
      <p>
        This idea of a small and clearly specified set of relational models ­or “schemata” 
[
        <xref ref-type="bibr" rid="ref20">20</xref>
        ]­ is a good candidate to be considered one of the essential pieces of social theoret­
ical development to be included in an ABSS builder. But, this simple idea will make 
simulation more difficult with regard to the 0­level. This is a  “Satisficing trade­off  
Dilemma”  situation, as it has been described previously, and a validation or dismiss 
checking will be of maximum interest.
      </p>
      <p>An existing simulation model can be chose to check against it the “addition” of this 
level of complexity ­as control model­. The requirement for the basic model is that 
the agents should have some cognitive capabilities to percept the environment, some 
social mapping capabilities, can perform actions that affect the environment and other 
agents, and can reconfigure (learning) his own cognitive model as a loopback effect 
of the system macro­states. That is to say, the basic model performs in such a way 
that considers the 1, 2, 4 and 5 complexity levels. An additional requirement is that 
exist some kind of performance indicator to be tested against alternative simulation 
models.</p>
    </sec>
    <sec id="sec-5">
      <title>5. Shopping Agents Revisited: Preliminary approach using Netlogo.</title>
      <p>
        A slightly modified version of the very well­know “Shopping Agents” Netlogo mod­
el8 from Gilbert &amp; Troitzsch [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref21">21</xref>
        ] should be useful as a base model. In this model there 
are 10 shopping agents and 12 shop­objects scattered over a torus­topology artificial 
world. Each shop has and endless stock of one product and each shopper have a shop­
ping­list of 10 different products to buy. The shoppers have to go to all the shops that 
sell   the   product   in   the   shopping­list   until   this   list   becomes   empty.   Each   time   turn 
7  The RM theory apply to a wider domain of issues that interchange, for instance, the organiz­
ation of joint tasks, the framework of moral judgments, the social meaning of any institution, 
even the production of cognitive mental states (social believes) and the production of motiva­
tional elements (emotions, desires).
8   Original   code   at   &lt;http://cress.soc.surrey.ac.uk/s4ss/code/NetLogo/shopping­agents.nlogo&gt;. 
      </p>
      <p>
        Remove the “ ; ” to run the full version model.
(tick) the entire set of shopping agents move around the world, and can buy product if 
they reach a patch where a shop is located. Shopping agents can build its own data­
base of shop locations (“memory”) in two ways: they can remember the location of 
shops   where   they   have   been,   and   they   can   interchange   this  information   with  other 
shoppers when meet another agent in the same patch. The movement of each shopper 
are a function of their “state of mind”, that is, the shopping­list (as motivational goals) 
and the memory (as an environmental knowledge database),  so that shoppers move 
towards the location of shops whose product are part of the shopping­list or move at 
random   if   can   not   reach   any   goal   from   the   current   memory.   The   simulation   stops 
when there is no shopper with non­empty shopping­list. The performance indicator of 
the simulated system is the number of ticks until reaching the stop condition, in Gil­
bert &amp; Troitzsch words,  “how long it takes them to complete their shopping trips” 
([
        <xref ref-type="bibr" rid="ref21">21</xref>
        ]: 182).
      </p>
      <p>In the interaction complexity 3­level, the agents of this basic model acts using the 
Communal Sharing (CS) model, or schema, as there was just one group. In case of a 
concurrence of a pair of shoppers in a same location, each one always shares all the 
shops information to each other by means of an unconditional full information sharing 
procedure. In the interaction complexity 2­level, the agents of the basic model have 
no record about the other agents, even after a sharing information interaction with a 
partner so, even if they have an environmental memory of shop locations, they lack of 
any kind of social mapping or image.</p>
      <p>
        Some modifications must be done in order to introduce the 2­level and 3­level of 
social complexity by means of Fiske's relational models of sociality. First, the proper 
operation of RM implies a number of new agent attributes to be modeled. First, per­
ception and recognition of other agent’s relevant attributes stands on individual ex­
ternal observable features. So there is a requirement to give each agent a new attrib­
ute, different from the Netlogo identification built­in variable “who”, that can be per­
ceived by other agents and used to apply the respective relational model. A chain of 
digits can be assigned to each shopping agent as external observable  features. This 
could be understood as the agents “chromosome”  [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref22">22</xref>
        ][
        <xref ref-type="bibr" rid="ref21">21</xref>
        ],  and in a later extended 
version   of   the   model   can   be   used   in   the   offspring   recombination   process   to   study 
some evolutionary properties. In a straightforward approach, a random number in the 
1­10000 range will be sufficient.
      </p>
      <p>Second,  the proper  operation  of  RM implies a  number  of  new  procedures   to be 
coded. At least a social recognition procedure  must be included, so that agents can 
build, along any simulation running, a list of other agents that they previously meet. 
Similar to the previous visited shops list, this social memory keeps track of the inter­
action record and could be used in a later extended version of the model into a more 
complex  “social   labeling”  procedure  that  helps  agents  to  make  decisions  about  co­
operation with partners. So a new attribute must be included in the shopper’s creation 
procedure to complete the basic shop­memory with the added social­memory.</p>
      <p>Next, there are tree kinds of knowledge necessary for the agents to be able to oper­
ate RM with social competency. These are the cultural features that children, immig­
rants   and   sociologists/anthropologists   must   learn   to   “enter”   into   any   social   com­
munity: 
• Competence   to   recognize   the   relevant   individual   attributes,   as   group   pertinence 
(Communal Sharing),  social rank (Authority Ranking), balance  criteria  (Equality 
Matching) and proportionality interchange unit (Market Price).
• Competence to recognize where each RM operate, into a variety of cultural mean­
ingful interaction contexts, as for instance the workplace, the family at home, the 
family with outsiders, a queue, an emergency situation, or a casual meeting.
• Competence to correctly operate each RM, as rules or criteria to make a decision 
about the exact amount of cooperation to give. </p>
      <p>To proceed step by step, version 2.1 will implement the necessary requirements to 
deal with Communal Sharing model of interaction and then validation checks will be 
done about different setup conditions of CS model against the basic model. Next ver­
sions will add other relational models with the same methodology. The final version 
include agents that can perform any four RM and a set of meta­rules to decide which 
one to apply in each specific dyadic interaction. This meta­rules are strongly environ­
mental or context­dependent and can be considered as a model of “cultural traits”.</p>
      <p>
        The requirements for the CS model to be checked are: 1) the possibility of set­up 
the model with a different number of groups, and with a different proportion of agents 
of each group, 2) the shopping model characterizes a certain social context, so there is 
no need to open the model to other social contexts, and 3) the basic shopping model 
does already include the rule of information interchange for CS model, so there is no 
need to add new procedures but just to establish a kind of group filter that should trig­
ger or refrain the “full information sharing” procedure as a function of the interaction 
partner   recognition.  The recognition procedure can use a narrow version of
“labeling”, where simple procedural rules affect the agent action at every partner meet
without memory, or a complex version of two phase “labeling” procedure that rules
the updating of a social mapping or memory: a) “substantive labeling” at first meet
based on preos rules (following Fiske [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref13">13</xref>
        ]: 281), and “procedural labeling” after
experience based on interaction outcomes evaluation [
        <xref ref-type="bibr" rid="ref23">23</xref>
        ][
        <xref ref-type="bibr" rid="ref24">24</xref>
        ].
      </p>
      <p>The general requirements for the AR model are the same than for CS model, but 
there it is needed to modify the information interchange procedures to establish a uni­
directional transference from the lower­rank agent to the upper­rank one. The trigger­
ing of this new cooperation procedure is a function of the interaction partner recogni­
tion of  relative  social rank. The use of a social rank recognition procedure can give 
rise to relevant ontology matching problems [25] [26], that could be solved in a two­
fold manner: 1) to assume a centralized hierarchy ranking, with no error possibility ­
may   be   coded   into   the   agents   observable   “chromosome”   like   chevrons­,   and   2)   to 
build new  procedures  for  ontology alignment, or even  let the agents  interact  under 
discordance  consideration  of  the   partner's   relative   rank   ­what  could   be  a   source   of 
conflict­.</p>
      <p>Finally, the requirements for the EM and MP models are not yet completely estab­
lished  up  to  the  present,  but  preliminary   analysis  give   some   clues  and   the  suitable 
models are under active development. The following sections will show some early 
results, after a brief description of the quasi­experimental setups.9 </p>
    </sec>
    <sec id="sec-6">
      <title>6. Some quasi­experimental results about checking Fiske RM.10 </title>
      <p>Experiment #1: “Leave the market Vs. Keep chatting” ­ Global performance.</p>
      <p>The proposed methodology prescribe to experiment with model features that can 
generate relevant differences between outputs, so that it can be checked, for instance, 
the relevance of “leave” the market once the agents complete their shopping against 
the   base   model,   where   agents   wait   in   shops   and   continue   providing   their   location 
knowledge to other agents.</p>
      <p>Figure  1 shows the distribution of outcomes for  the “leave  market”  variant,  and 
Figure 2 shows the basic model outcomes (for 1000 runs each model). With a t­value 
of ­1.4082 for a parametric two means test, and a p(t) = 0.1592 (&gt;0.05) it can not be 
said, with a 95% of confidence, that there exists significant differences between the 
outcomes. So the variant seems to be irrelevant in this context of Communal Sharing 
relational interaction 11.</p>
      <p>Experiment #2: “Leave the market Vs. Keep chatting” ­ Interaction patterns.</p>
      <p>The global performance of a single task could not be the best indicator of aggreg­
ate behaviour in a social complex system. ABSS can generate recordings of interac­
tion patterns between agents  ­e.g., the evolution of “meetings”, “recognitions” and  
“information­transfer” against time­. In this context, “meeting” means the simultan­
eous concurrence of a pair of agents over the same patch, “recognition” means a first­
time meeting between a pair of agents so that each one update its own social­map by 
recording   the   distinctive   features   of   the   other   one,   and   “information­transfer”   (IT) 
means   the   basic   “talk”   process   between   agents   that   brings   to   transfer   information 
about the shops location to other agent in a meeting.</p>
      <p>Figure 3 displays the typical shape of some interaction  evolution indicators  in a 
“keep chatting” model, while Figure 4 shows the typical pattern in a “leave market” 
model 12. Although the global performances are quite similar, there are a salient qual­
itative differences in the interaction patterns along the simulation time. If shoppers re­
main in the market after they complete the shopping, they exponentially increase the 
probability of relevant information transference, as shows the high step curve on Fig­
9   A more in­detail description of each experiments can be found in other papers associated 
with the SICOSSYS­F project. &lt;http://www.uab.cat/ssasa&gt;
10The following reference Figures and Tables can be found in Annex of this paper.
11This results has to be revised in other variants; in a Market Price context, for instance, it 
probably becomes relevant.
12All models have spanish legends. Translation:“Encuentros” (grey­middle line) means Meet­
ings,  “Reconocimientos”  (orange­bottom   line)   means   Recognitions   and  “Intercambios” 
(green­upper line) means Information­transfer.
ure 3. If shoppers leave the market, the probability of social information transfer will 
decrease over time, as shows the S­shaped curve on Figure 4.</p>
      <p>Even if global performance quantitative indicators can be very useful for testing of 
alternative models, careful attention must be focused on the qualitative traits of the 
simulation time evolution outcome data because  similar  global performance  can  be 
achieved by means of a range of  different interaction patterns. Experiment 2 proves 
how   complex   social   systems   (actual   or   simulated)   must   be   analysed   in   the   “fine 
grain” of over­time interaction, and how ABSS can be a suitable tool to do it.
Experiment #3: “Number of groups affects CS Model” ­ Global performance.</p>
      <p>Up to now, the experiments has been performed on a simulation model that imple­
ments a CS Relational Model with one social group: that is to say, all agents should 
interchange   its   own   complete   set   of   information,   about   shops   locations,   whenever 
they  meet any other  agent.  Prior  to testing the  performance  of  another  behavioural 
models (i.e., CS vs. AR), experiment 3 can help to explore the effect of the number of 
“socially relevant groups” into a CS system ­a sensibility analysis to validate ABSS­.</p>
      <p>Group membership is relevant in a CS system because, after a meeting on the same 
patch, the recognition of other shopping agent as insider or outsider will trigger (or in­
hibit) the IT procedure ­bidirectional information­transfer of shops locations­.</p>
      <p>Figure 5 shows four distributions of global performance, using the simulated time 
(ticks) until the last shopper buy its last product. A replication of 1000 runs for each 
case provides the presented histograms of frequencies. The upper­left case (g=1) is 
the basic or control model; in the other cases there was different number of groups. 
The distribution of frequencies for the final time shows how the increase in the num­
ber of groups is related to the increase in time to finish the shopping simulation. That 
is because of the decreased probability to meet another agent suitable for “informa­
tion­transfer” in a CS context.</p>
      <p>With a F­value of 847 for a parametric ANOVA test, and a p(F) = 0 (&lt;0.05) it can 
be said, with a 95% of confidence,  that  there exists  significant differences between 
the four models. So the number of groups, in a social system ruled by the CS behavi­
oural schema, seems to be relevant because of the social network topology that will 
be   implied.   But,   again,   these   quantitative   global   findings   must   deserve   some   “fain 
grain”, or qualitative, attention.</p>
      <p>Experiment #4: “Number of groups affects CS Model” ­ Group performance.</p>
      <p>Figure 6 shows four  typical final  IT­networks from simulation runs in social sys­
tems ruled by CS behaviour. Agents can be distinguished by its external traits, been 
the first number of each agent code (or chromosome) the main source to group alloca­
tion. The distribution of agents into different group follows a random function.</p>
      <p>For this particular run, the time each agent spends to complete the shopping ranges 
from 852 ticks (shopper 17381) to 3962 ticks (shopper 16774). But if we take into ac­
count   the   intragroup   means   of   ticks,   that   is   2161.3   for   group­1   (n=4),   3256.5   for 
group­2  (n=2),  2526.7  for   group­3  (n=3)  and   3283  for   group­4  (shopper  43719),   a 
sound hypothesis is that, in a context of CS behaviour and many groups, any perform­
ance depending on social information is a direct function of the number of members 
for each group. Large groups performs better than small ones. </p>
      <p>A replication  of 4000 simulation runs, divided in CS models with 1, 2, 3 and 4 
groups of approximately equal membership agents (Table 2), can provide some sup­
port to the previous  hypothesis, although further analysis is needed. 
Experiment #5: “AR Vs. CS Model, and number of groups” ­ Global performance.</p>
      <p>After developing a new artificial  society where  agents behaviour is ruled by the 
Authority Ranking model (AR), Figure 7 shows four distributions of global perform­
ance. In the upper­left case (g=1) there was only one group: the basic or control mod­
el, where AR rule works like CS rule.</p>
      <p>With  a  conventional  ranks   hierarchy  used   commonly  by  all  agents,  the   AR  rule 
about transferring information has been implemented as follows: when they meet in 
the same patch, agents give all its own shops location information to other agents with 
equal or higher rank. Checked versus the corresponding CS models, the global per­
formance  of AR models shows significance  differences  (Table 3). The overall per­
formance or AR is better in each case, and seems to be an opposite function of the 
number of groups.</p>
      <p>As regards to the effect of the number of groups over the global performance in 
AR artificial societies, with a F­value of 295,97 for a parametric ANOVA test, and a 
p(F) = 0 (&lt;0.05) it can be said, with a 95% of confidence, that there exists significant 
differences between the four models. The distribution of frequencies for the AR final  
time (Figure 7) shows how the increase in the number of groups is related to the in­
crease in time to finish the shopping simulation. Like in CS models, is it because of 
the decreasing probability to meet another agent suitable for “information­transfer” in 
a AR context ?.</p>
      <p>Experiment #6: “Number of groups affects AR Model” ­ Group performance.</p>
      <p>Results for experiment  4 could support the hypothesis that, in a multi­group CS 
context, large groups performs better than small ones (due to the corresponding high 
density network). Figure 8 displays four  typical  information­transfer networks, as it 
arises from simulation runs in social systems ruled by AR behaviour.</p>
      <p>On the contrary of CS context, in AR ruled artificial societies, the increasing of the 
number of groups will lead to high density networks (Figure 8: AR g=4 vs. Figure 6:  
CS g=4). This emerging topology could help to understand the global better perform­
ance of AR compared with CS, but appropriate understanding of the output data im­
plies   to   identify   the  different   mechanism   effects  of   “exclusive   sharing”   (CS)   and 
“lower­rank exploitation” (AR) over the topology emergence.</p>
      <p>Taking into account the intragroup means of ticks, for a single  typical  run, 
that is 1827 for group­1 (n=3), 2208 for group­2 (n=2), 2122.5 for group­3 (n=2) and 
1221.7 for group­4 (n=3), seems to support the hypothesis that group performance is a 
direct function of the group size, an effect that overcomes the rank position effect.
Experiment #7: “Number of groups affects AR vs. CS” ­ Group performance.</p>
      <p>A replication of 4000 simulation runs of AR models with 1, 2, 3 and 4 groups of 
approximately equal membership agents (Table 4) can provide comparison elements 
with CS group performance (Table 2). The corresponding t­test for each pair of group 
performance means shows significance differences between every CS and AR groups 
(exception g=1). So it can support the hypothesis that AR and CS models are different 
in group performance, not just in global performance.</p>
      <p>A comparison between Tables 4 and 2 will support the conclusion that the group 
performance is a direct function of the rank­position (G1&lt;G2&lt;G3&lt;G4). Although fur­
ther analysis is needed to discard the group size effect, it can be said that in a CS con­
text “cooperation” (less groups, or larger group) performs better, and in a AR context 
more “exploitation” (more groups) performs better. </p>
    </sec>
    <sec id="sec-7">
      <title>7. Conclusions and further work</title>
      <p>In this presentation, we studied the problem of trade­off between including theoretic­
ally required  elements against excluding irrelevant  levels of complexity, a dilemma 
that any ABSS practitioner must cope with. It is been argued that there exists hetero­
geneity   between   ABSS   communities,   and   this   has   been   characterized,   in   general 
terms, by  the ordered set of preferences of the two main variants. Therefore, follow­
ing the academic variant, we make some remarks about the acceptability of a certain 
social simulation among the social sciences community.  A first result is that ABSS 
methodology could not be easily accepted by social science community if it fails to 
fulfil two kind of requirements, been the first to include as much social systems com­
plexity and the second one not to increase the “technical” level of complexity for gen­
erate the artificial societies under consideration (0­level).</p>
      <p>Concerning these two requirements, here we have presented, by means of a case 
exemplification, a methodology to check the relevance of any theoretical element that 
could be considered as a candidate to be included into an acceptable social simulation. 
Our approach tries to test the relevance of any model by analysing the outcomes as if 
they come from experimental data. By generating pairs of simulation models that dif­
fers just in the issue under consideration, some theoretical elements could be dismiss 
from   been   a   necessary   part   of   any   social   simulation   if   the   data   generated   by   each 
model supports the null hypothesis of irrelevance.  This methodology could be mis­
taken for standard ABSS sensitivity analysis, but there is a clear difference: in sensit­
ivity analysis the set­up space been explored corresponds to a single model, but in the 
checking  methodology the contrast explored  refers  to a pair of models ­the control 
and objective­.</p>
      <p>Experiments 3 and 5 seems to show that the global performance of the shopper's 
social system is a function of the number of groups (g), and some results from experi­
ments 4 and 6 supports the idea that in a context of many groups, the average per­
formance for a group depends on the extension of membership. In the two coordina­
tion models here considered, both CS and AR, as g increases, the global performance 
decreases, but some groups will perform better: in a CS model the large groups, and 
in the AR model the higher­rank ones.</p>
      <p>All this experiments and conclusions aims to exemplify the suitability of the use of 
ABSS simulation models to test theoretical claims, as a general methodology in the 
social domain theoretical research. Standard statistical quantitative tools can be com­
bined with a  quasi­experimental  approach (due to the  simulated  nature of the output 
data) to discard non relevant theoretical proposals. The microlevel data generated by a 
ABSS adds the opportunity to use some  qualitative analysis tools that can bring “fine 
grain” understanding of some microfundamental mechanisms operating in the case­
study been considered.</p>
      <p>Up to now we have been developing the CS and AR variants of the basic model, 
and for further work, it is planned to develop the other two variants of Fiske's theoret­
ical proposal and to continue testing the four model variants of pure relational models 
against the basic one. Some further modifications are planned to advance into the in­
tegration of all four relational models, together with an agent decisional algorithm to 
choose what model to use into a particular interaction situation, and the corresponding 
experiments will also be performed.</p>
      <p>We aim to validate and improve this methodology so that the study can be exten­
ded  to  other   theoretical  candidates  to  be a  necessary   part  of  any  social  simulation. 
This research programme, in the middle term, could help a wider social community to 
face up with the Social Scientists Dilemma, and could promote wider access to ABSS 
methodology.</p>
      <p>Acknowledgments.  This work has been supported by the spanish Education &amp; Sci­
ences Ministry (MEC) and the FEDER programme as part of SEJ2006­00959/SOCI 
project (GSADI­UAB research group).
25. Wooldridge, M.: Reasoning about rational agents, The MIT Press, Cambridge, MA. (2000).
26. Euzenat, J. &amp; Shvaiko, P.: Ontology matching. Springer­Verlag, Heidelberg (2007).</p>
    </sec>
    <sec id="sec-8">
      <title>ANNEX. Figures and Tables</title>
      <p>CS g=3. Mean 4473.3
CS g=4. Mean 5219.8</p>
      <sec id="sec-8-1">
        <title>Table 3. T­test checking CS vs. AR</title>
      </sec>
      <sec id="sec-8-2">
        <title>CS ticks</title>
      </sec>
      <sec id="sec-8-3">
        <title>AR ticks t­value P(t) 2081.9 3548.5</title>
        <p>AR g=3. Mean 3443.7
AR g=4. Mean 3721.2
(1000)
1051,0
264,5
(1000)
1280,2
1628,3
(1000)
2333,8
1154,6
(1000)
2523,7
1485,5
(1000)
5316,8
2308,4
(1000)
1451,4
895,0</p>
      </sec>
    </sec>
  </body>
  <back>
    <ref-list>
      <ref id="ref1">
        <mixed-citation>
          1. Axelrod, R: 
          <article-title>Agent­based Modelling as a Bridge Between Disciplines</article-title>
          . In: Kenneth L. Judd &amp; 
          <string-name>
            <surname>Leigh</surname>
          </string-name>
            Tesfatsion   (eds.):   Handbook   of   Computational   Economics,   Vol.  
          <volume>2</volume>
          :   Agent­Based  Computational Economics. Handbooks in Economics Series. North­Holland, (
          <year>2005</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref2">
        <mixed-citation>
          2. Minsky, M.: The Society of Mind. Simon and Schuster, New York (
          <year>1986</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref3">
        <mixed-citation>
          3.   Fararo,   T.:  The  Meaning  of  General  Theoretical  Sociology:  Tradition  and  Formalization.  Cambridge University Press, Cambridge (
          <year>1992</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref4">
        <mixed-citation>
          4. Lizón, A.: La otra sociología. Montesinos, Mataró  (
          <year>2007</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref5">
        <mixed-citation>5. Journal of Artificial Societies and Social Simulation. http://jasss.soc.surrey.ac.uk/JASSS</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref6">
        <mixed-citation>
          6. Hedström, P.:  Dissecting the Social: On the Principles of Analitical Sociology. Cambridge  University Press, Cambridge (
          <year>2005</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref7">
        <mixed-citation>
          7. Saam, N. J., Leombruni, R., Richiardi, M., Sonnessa, M.: A Common Protocol for AgentBased Social Simulation. In: Representing Social Reality: Procedings of the 3th Conference  of ESSA. ESSA (
          <year>2005</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref8">
        <mixed-citation>
          8.   Janssen,   M.   A.,   Alessa,   L.   N.,   Barton,   M.,   Bergin,   S.,   Lee,   A.:
          <article-title>  Towards   a   Community  Framework for Agent­Based Modelling</article-title>
          , JASSS, 
          <volume>11</volume>
          (
          <issue>2</issue>
          ), (
          <year>2008</year>
          ), 
          <fpage>6</fpage>
          .
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref9">
        <mixed-citation>
          9. López Paredes, A.: Ingeniería de sistemas sociales. UVA, Valladolid (
          <year>2004</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref10">
        <mixed-citation>
          10. Moss, S., Edmonds, B.: Sociology and simulation: 
          <article-title>Statistical and qualitative cross­validation</article-title>
          . American Journal of Sociology, 
          <volume>110</volume>
          (
          <issue>4</issue>
          ), (
          <year>2005</year>
          ), 
          <fpage>1095</fpage>
          ­
          <lpage>1131</lpage>
          .
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref11">
        <mixed-citation>
          11. Gilbert, N.:
          <article-title> Agent­Based Models</article-title>
          . Sage Publications, London (
          <year>2007</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref12">
        <mixed-citation>
          12. Elster, J.: Explaining Social Behaviour: More 
          <article-title>Nuts and Bolts for the Social Sciences</article-title>
          . Cambridge University Press, Cambridge (
          <year>2007</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref13">
        <mixed-citation>
          13. Fiske, A. P. &amp; 
          <string-name>
            <surname>Haslam</surname>
          </string-name>
          , N.:
          <article-title> The four basic social bounds</article-title>
          . In: Mark W. Baldwin (ed.). Interpersonal Cognition. The Gildford Press, New York (
          <year>2005</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref14">
        <mixed-citation>
          14. Fliedner, D.: Six Levels of Complexity:
          <article-title> a Typology of Processes </article-title>
          and Systems.  Journal of  Artificial Societies and Social Simulation, 
          <volume>4</volume>
          ,
          <string-name>
            <surname> </surname>
          </string-name>
          (
          <year>2001</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref15">
        <mixed-citation>15. The Torque Game Builder. http://www.garagegames.com/products/torque/tgb</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref16">
        <mixed-citation>16. The OpenCity Project. http://www.opencity.info</mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref17">
        <mixed-citation>
          17. Fiske, A. P.: Structures of Social 
          <article-title>Life: The four elementary forms of human relations</article-title>
          . The  Free Press, New York (
          <year>1991</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref18">
        <mixed-citation>
          18. Fiske, A. P.: 
          <article-title>The four elementary forms of sociality: Framework for a unified theory of social relations</article-title>
          , Psychological Review, 
          <volume>99</volume>
          ,
          <string-name>
            <surname> </surname>
          </string-name>
          (
          <year>1992</year>
          ), 
          <fpage>689</fpage>
          ­
          <lpage>723</lpage>
          .
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref19">
        <mixed-citation>
          19. Fiske, A. P.: 
          <source>Relational Models theory 2</source>
          .0. In: N. Haslam (ed.). 
          <article-title>Relational models theory:  A contemporary overview</article-title>
          . Erlbaum, Mahwah, NJ (
          <year>2004</year>
          ) 
          <fpage>3</fpage>
          ­
          <lpage>25</lpage>
          .
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref20">
        <mixed-citation>
          20. Bicchieri, C.: The Grammar of Society: The Nature and Dynamics of Social Norms. Cambridge University Press , New York (
          <year>2006</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref21">
        <mixed-citation>
          21. Gilbert, N. &amp; 
          <string-name>
            <surname>Troitzsch</surname>
          </string-name>
          , K. G.:
          <article-title> Simulation for the Social Scientist</article-title>
          . Second Edition.  Open  University Press: Maidenhead [etc.] : (
          <year>2007</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref22">
        <mixed-citation>
          22.  Axelrod,  R.: 
          <article-title>The  evolution  of  strategies  in  the  iterated  prisoner's  dilemma</article-title>
          .  In:  L.  Davis  (ed.). Genethic Algorithms and Simulated Annealing. Pitman, London (
          <year>1987</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref23">
        <mixed-citation>
          23. López, A., Olmo, R. D.: The Social Dimension Of Economics And MultiAgent Systems.  In: S. Edmonds &amp; K. Dautenhan (eds.). Socially Situated Intelligence: A Workshop Held At  SAB'
          <fpage>98</fpage>
          .
          <string-name>
            <surname> </surname>
          </string-name>
          (
          <year>1998</year>
          ), 
          <fpage>73</fpage>
          ­
          <lpage>79</lpage>
          .
        </mixed-citation>
      </ref>
      <ref id="ref24">
        <mixed-citation>
          24. Moss, S.,  Sent,  E.: Boundely Versus Procedural Rational Expectations.  In:  H. Hallet, P.  McAdam (ed.s). New Directions in Macro Economic Modeling. Kluwer (
          <year>1998</year>
          ).
        </mixed-citation>
      </ref>
    </ref-list>
  </back>
</article>