Modelado en bloques - Enciclopedia
El modelado de bloques es un conjunto o un marco coherente, que se utiliza para analizar la estructura social y también para establecer procedimientos para la partición (agrupamiento) de las unidades de la red social (nodos, vértices, actores), basándose en patrones específicos que forman una estructura distintiva a través de la interconexión. Se utiliza principalmente en estadística, aprendizaje automático y ciencia de redes.
Como procedimiento empírico, el modelado de bloques asume que todas las unidades en una red específica pueden agruparse en la medida en que son equivalentes. En cuanto a la equivalencia, puede ser estructural, regular o generalizada. Utilizando el modelado de bloques, una red puede analizarse mediante nuevos modelos de bloques, que transforman una red grande y compleja en una más pequeña y comprensible. Al mismo tiempo, el modelado de bloques se utiliza para operacionalizar roles sociales.
Mientras algunos sostienen que el modelado de bloques es solo un método de agrupamiento, Bonacich y McConaghy afirman que "es un enfoque teóricamente fundamentado y algebraico para el análisis de la estructura de las relaciones". La capacidad única del modelado de bloques radica en el hecho de que considera la estructura no solo como un conjunto de relaciones directas, sino que también toma en cuenta todas las otras posibles relaciones compuestas que se basan en las directas.
Los principios del modelado de bloques fueron introducidos por primera vez por Francois Lorrain y Harrison C. White en 1971. El modelado de bloques se considera "un conjunto importante de herramientas analíticas de red" ya que se ocupa de la delimitación de estructuras de roles (los lugares bien definidos en las estructuras sociales, también conocidos como posiciones) y la discernimiento de la estructura fundamental de las redes sociales. Según Batagelj, el objetivo principal del modelado de bloques es "reducir una gran red potencialmente incoherente a una estructura más pequeña y comprensible que se pueda interpretar más fácilmente". El modelado de bloques se utilizó inicialmente para análisis en sociometría y psicometría, pero ahora se ha extendido también a otras ciencias.
Definición
Una red como sistema está compuesta por (o definida por) dos conjuntos diferentes: uno de unidades (nodos, vértices, actores) y otro de enlaces entre las unidades. Utilizando ambos conjuntos, es posible crear un grafo, que describe la estructura de la red.
Durante el modelado de bloques, el investigador se enfrenta a dos problemas: cómo particionar las unidades (por ejemplo, cómo determinar los clusters o clases, que luego forman vértices en un modelo de bloques) y luego cómo determinar los enlaces en el modelo de bloques (y al mismo tiempo los valores de estos enlaces).
En las ciencias sociales, las redes suelen ser redes sociales, compuestas por varios individuos (unidades) y relaciones sociales seleccionadas entre ellos (enlaces). Las redes del mundo real pueden ser grandes y complejas; el modelado de bloques se utiliza para simplificarlas en estructuras más pequeñas que pueden ser más fáciles de interpretar. Específicamente, el modelado de bloques partitiona las unidades en clusters y luego determina las relaciones entre los clusters. Al mismo tiempo, el modelado de bloques puede utilizarse para explicar los roles sociales existentes en la red, ya que se asume que el cluster de unidades creado imita (o está estrechamente asociado con) los roles sociales de las unidades.
El modelado de bloques puede, por lo tanto, definirse como un conjunto de enfoques para particionar unidades en clusters (también conocidos como posiciones) y enlaces en bloques, que a su vez se definen por los nuevos clusters obtenidos. Un bloque (también modelo de bloques) se define como una submatriz que muestra la interconexión (enlaces) entre nodos, presentes en los mismos o diferentes clusters. Cada una de estas posiciones en el cluster se define por un conjunto de lazos (directos o indirectos) hacia y desde otras posiciones sociales. Estos lazos (conexiones) pueden ser dirigidos o no dirigidos; puede haber múltiples lazos entre el mismo par de objetos o pueden tener valores sobre ellos. Si no hay múltiples lazos en una red, se llama red simple.
Una representación matricial de un grafo está compuesta por unidades ordenadas, en filas y columnas, basándose en sus nombres. Las unidades con patrones de lazos similares se partitionan juntas en los mismos clusters. Los clusters se organizan luego juntos de manera que las unidades de los mismos clusters se coloquen uno al lado del otro, preservando la interconexión. En el siguiente paso, las unidades (de los mismos clusters) se transforman en un modelo de bloques. Con esto, se forman generalmente varios modelos de bloques, uno siendo el cluster nuclear y los otros cohesivos; un cluster nuclear siempre está conectado a los cohesivos, mientras que los cohesivos no pueden conectarse entre sí. El agrupamiento de nodos se basa en la equivalencia, como estructural y regular. El objetivo principal de la forma matricial es presentar visualmente las relaciones entre las personas incluidas en el cluster. Estos vínculos se codifican dicotómicamente (como presentes o ausentes), y las filas en la forma matricial indican la fuente de los vínculos, mientras que las columnas representan el destino de los vínculos.
La equivalencia puede tener dos enfoques básicos: las unidades equivalentes tienen el mismo patrón de conexión a los mismos vecinos o estas unidades tienen el mismo o un patrón de conexión similar a vecinos diferentes. Si las unidades están conectadas al resto de la red de manera idéntica, entonces son estructuralmente equivalentes. Las unidades también pueden ser regularmente equivalentes, cuando están conectadas de manera equivalente a otras equivalentes.
Con el modelado de bloques, es necesario considerar el problema de que los resultados puedan verse afectados por los errores de medición en la etapa inicial de la adquisición de los datos.
Diferentes enfoques
En cuanto al tipo de red que se somete al modelado de bloques, se requiere un enfoque diferente. Las redes pueden ser de un solo modo o de dos modos. En el primero, todas las unidades pueden conectarse con cualquier otra unidad y donde las unidades son del mismo tipo, mientras que en el segundo, las unidades se conectan solo con la(s) unidad(es) de un tipo diferente. En cuanto a las relaciones entre las unidades, pueden ser redes de una sola relación o redes de múltiples relaciones. Además, las redes pueden ser temporales o de múltiples niveles y también binarias (solo 0 y 1) o signadas (permitiendo lazos negativos)/valores (otros valores son posibles).
Diferentes enfoques para el modelado de bloques pueden agruparse en dos clases principales: enfoques de modelado de bloques determinísticos y enfoques de modelado de bloques estocásticos. El modelado de bloques determinístico se divide luego en enfoques de modelado de bloques directo e indirecto.
Entre los enfoques de modelado de bloques directos se incluyen: equivalencia estructural y equivalencia regular. La equivalencia estructural es un estado en el que las unidades están conectadas al resto de la red de manera idéntica, mientras que la equivalencia regular ocurre cuando las unidades están relacionadas de manera equivalente con otras equivalentes (las unidades no necesariamente comparten vecinos, pero tienen vecinos que son similares).
Los enfoques de modelado de bloques indirectos, donde la partición se trata como un problema de análisis de clusters tradicional (medir la (dis)similitud da lugar a una matriz de (dis)similitud), son:
modelado de bloques convencional,
modelado de bloques generalizado:
modelado de bloques generalizado de redes binarias,
modelado de bloques generalizado de redes valoradas y
modelado de homogeneidad generalizada,
modelado de bloques preespecificado.
De acuerdo con Brusco y Steinley (2011), el modelado de bloques puede categorizarse (usando un número de dimensiones):
modelado de bloques determinístico o estocástico,
redes de un solo modo o de dos modos,
redes signadas o no signadas,
modelado de bloques exploratorio o confirmatorio.
Modelos de bloques
Los modelos de bloques (a veces también modelos de bloques) son estructuras en las que:
los vértices (por ejemplo, unidades, nodos) se ensamblan dentro de un cluster, con cada cluster identificado como un vértice; a partir de tales vértices se puede construir un grafo;
las combinaciones de todos los lazos (vínculos), representados en un bloque como un solo vínculo entre posiciones, al mismo tiempo que se construye un vínculo para cada bloque. En el caso en que no haya vínculos en un bloque, no habrá vínculos entre las dos posiciones que definen el bloque.
Los programas informáticos pueden partitionar la red social según condiciones preestablecidas. Cuando los bloques empíricos pueden aproximarse razonablemente en términos de bloques ideales, tales modelos de bloques pueden reducirse a una imagen de bloques, que es una representación de la red original, capturando su 'anatomía funcional subyacente'. Por lo tanto, los modelos de bloques pueden "permitir que los datos caractericen su propia estructura", y al mismo tiempo no buscar manifestar una estructura preconcebida impuesta por el investigador.
Los modelos de bloques se pueden crear indirectamente o directamente, basándose en la construcción de la función de criterio. La construcción indirecta se refiere a una función basada en "medición de (dis)similitud compatible entre pares de unidades", mientras que la construcción directa es "una función que mide el ajuste de los bloques reales inducidos por un clustering dado a los bloques ideales con relaciones perfectas dentro de cada cluster y entre clusters según los tipos de conexiones considerados (equivalencia)".
= Tipos =
Los modelos de bloques pueden especificarse en función de la intuición, la sustancia o la comprensión de la naturaleza de la red estudiada; esto puede dar lugar a modelos como los siguientes:
sistemas de roles de padre-hijo,
jerarquías organizacionales,
sistemas de clusters clasificados,...
Programas especializados
El modelado de bloques se realiza con programas informáticos especializados, dedicados al análisis de redes o al modelado de bloques en particular, como:
Pajek (Vladimir Batagelj y Andrej Mrvar),
paquete R Blockmodeling (Aleš Žiberna),
Socnet.se: La aplicación de consola de modelado de bloques (Win/Linux/Mac) (Carl Nordlund)
StOCNET (Tom Snijders),...
BLOCKS (Tom Snijders),
CONCOR,
Model y Model2 (Vladimir Batagelj),
Véase también
Modelo de bloques estocástico
Sociología matemática
Asignación de roles
Modelado de bloques multiojetivo
Modelado de bloques de redes enlazadas
Referencias