Hatalmas sikert értek el a BME kutatói

A rangos Nature Communication szaklapban jelent meg a múlt héten a BME és az MTA kutatóinak egy cikke, amelyben a világon először azonosítottak és elemeztek olyan vázhálózatokat, amelyek minimális költséggel képesek maximális navigálhatóságot (kommunikációs hatékonyságot) biztosítani a valóságban előforduló hálózatokban is. 

A tanulmány rávilágít arra, hogy a navigációs vázak alapján a valós hálózatokban könnyen azonosíthatóak azok a hiányzó kapcsolatok (amelyek száma tipikusan csak néhány százaléka az összes már létező kapcsolat számának), amelyekkel maximálisan navigálhatóvá tehetők ezek a hálózatok.

A BME Távközlési és Médiainformatikai Tanszéke valamint az MTA-BME Lendület Jövő Internet és az MTA-BME Információs Rendszerek kutatócsoportok munkatársai – Gulyás András, Bíró József, Rétvári Gábor és Kőrösi Attila – egy amerikai kutatóval (Dmitri Krioukov, Northeastern University) a játékelmélet és a komplex hálózatok geometriája alkalmazásával azonosították és elemezték azokat a vázhálózatokat, amelyek minimális számú kapcsolat felhasználásával maximális navigálhatóságot tudnak biztosítani. A navigálhatóság a hálózatok esetében azt jelenti, hogy az információ hatékonyan, a transzportfolyamatok gazdaságos kihasználásával jut el a hálózat egyik pontjából a másikba.

A kutatók megmutatták, hogy ezek az idealisztikus vázak Nash egyensúlyként állnak elő olyan hálózat formációs játékokban, amelyekben a játékosok (csomópontok) önző célja minimális költséggel kiépíteni kapcsolatokat úgy, hogy a hatékony navigáció minden más csomópont irányába megvalósuljon.

A szerzők kimutatták, hogy ezek a navigációs vázak struktúrájukban hasonlítanak a valós hálózatokhoz, és nagy mértékben jelen is vannak ezekben. Azonosították az ilyen típusú hálózatokat például az internet magas szintű topológiájában, az angol szavak szomszédossági hálózatában, a metabolikus hálózatban, az USA légiforgalmi halózatában, a magyar útvonalhálózatban és az emberi agy strukturális hálózatában is.