Práctica 8. Redes multiplex

Esta práctica consiste de dos partes. En la primera vamos a explorar una red multicapa usando Arena 3D (Kokoli et al. 2022), una herramienta de visualización en línea bastante sencilla de utilizar (más información sobre Arena3D en aquí). 

PRIMERA PARTE

1. Para explorar la herramienta, trabajaremos con datos de la red multiplex de interacciones de monos araña. Para ello, descarga el archivo que encuentras aquí: A3D_Ateles_network.tsv. Este archivo contiene información sobre 6 tipos de interacciones (abrazos, acicalamiento, agresión, asociación (SUBGR), contacto y proximidad),  entre 23 monos araña.

2. Abre el archivo en algún editor de texto (eg. bloc de notas) y explora su estructura y encabezados. Este es uno de los tipos de archivo que permite abrir Arena3D, siempre y cuando tenga los encabezados: SourceNode, TargetNode, SourceLayer y TargetLayer (opcionalmente puede tener otras columnas como Weight).

3. Dirígete al sitio: https://pavlopoulos-lab-services.org/shiny/app/arena3d 

6. Una vez que se cargue el archivo, verás una imagen similar a la siguiente:

 7. Aleja o acerca la imagen usando la rosca de tu mouse o colocando dos dedos sobre tu touchpad y moviéndolos hacia arriba o abajo, hasta que logres ver las 6 capas de la red. Notarás que en cada una los nodos tienen distinto color. 

8. Del lado izquierdo de la pantalla se despliegan unos controles de navegación. Dirígete a la seccion que dice "Scene" donde verás flechas curvas de 3 colores distintos (rojo, verde y azul).  Revisa qué le ocurre a la visualización cuando das click sobre cada una de estas flechas y qué pasa si cambias el ángulo. NOTA: para seleccionar una capa o un nodo, basta dar doble click, lo mismo para deseleccionar.

9. Explora los controles en las secciones de "Layers" y "Nodes"

10. Ahora, en la barra superior de la pantalla, dirígete a la sección "Scene Actions". Explora qué sucede cuando activas y desactivas las opciones disponibles. Por ejemplo, en la sección "Select predefined layout", elige la opción "Cube" y observa qué le sucede a la visualización.

11. Ahora ve a la sección "Layer Actions" en la barra superior. Observa cómo puedes quitar las etiquetas (en Show labels)  o cambiar su tamaño (en Resize labels), así como cambiar el color (Floor color) o la transparencia (Floor oppacity) del fondo de las capas.

12. Pasa a la sección "Node Actions" en la barra superior y en la sección "Show labels" selecciona la opción "Selected". Verás que desaparecen las etiquetas.  Ahora, en el recuadro debajo de donde dice "Search nodes:", escribe CH. Este es el código de uno de los monos de la red. Observa qué pasa en la visualización. Después selecciona y deselecciona la opción "Select/deselect all nodes" para borrar la selección de CH. Ahora escribe el código de tres de los monos (por ejemplo: TU, JN, SK) y observa dónde aparecen en las capas.

13. Ahora dirígete a la sección "Edge Actions" y observa qué pasa si activas la dirección de los vínculos (Enable edge direction) y si desactivas el default que da mayor opacidad a los vínculos según su peso (Edge opacity by weight). Juega un poco con las opciones.

14. Ahora elige la opción "View Data" en la barra superior. Aquí se muestran los datos con distintas opciones para exportarlos.

15. La opción FPS en la barra superior permite elegir los cuadros por segundo en la generación de la imagen. Los valores más altos son más demandantes para la computadora pero generan visualizaciones más finas. El valor de 15 FPS es más conveniente para redes grandes.

16. Dirígete a la sección "Layer Seleccion & Layouts". Explora cómo puedes manipular la distribución de los nodos por capa o a todas las capas a la vez. Por ejemplo, selecciona la opción"All selected layers" y luego "Select/deselect all layers" de modo que todas las capas estén seleccionadas. Después, en "Apply Layout Algorithm on Selected Layers" elige Fruchterman Reingold. También explora Scale Nodes of Selected Layers para determinar el tamaño de los nodos de acuerdo a diferentes métricas

17. Una vez explorados todos los controles mencionados arriba, genera dos visualizaciones distintas de la red con la siguientes características:

A. Imagen usando un algoritmo de distribución distinto para cada capa en el cual el tamaño de los nodos represente el grado y los nodos estén coloreados de acuerdo con el módulo de acuerdo con el algoritmo de Walktrap (antes de correr cualquier opción de clustering, asegúrate que en la opción de "Node Actions" esté seleccionada la opción de "Clustering" en "Color priority"). En tu reporte, incluye una captura de pantalla de la red junto con una descripción de lo que representan los nodos, vínculos y cada capa, además de los algoritmos de distribución usados en cada caso, así como el significado del color y tamaño de los nodos.

B. Construye una visualización que  te parezca clara usando un mismo algoritmo de distribución para todas las capas, incluyendo alguna métrica mostrada en el tamaño de los nodos. Incluye la captura de pantalla de la red con la descripción correspondiente de lo que estás mostrando.

19. Abre el archivo de datos usado (A3D_Ateles_network.tsv). Hasta el final (después del último vínculo), agrega las siguientes filas:

AE AE 1 AGGRESSION PROX2.5

AE AE 1 SUBGR PROX2.5

AE AE 1 EMBRACE PROX2.5

AE AE 1 GROOMING PROX2.5

Guarda el archivo y vuelve a abrirlo en Arena3D. Observa qué cambió en la red.

NOTA: En la opción HELP de la barra superior encontrarás descripciones detalladas de todos los controles que puedes manipular en cada sección, además de explicar el formato de datos que se pueden utilizar y presentar datos de ejemplo que puedes usar para explorar más a fondo la aplicación.

SEGUNDA PARTE

Para esta sección será necesario que descargues el script ARSUNAM2026_P8_Multiplex.R y las carpetas de datos MONOS y StarWarsdata. Una vez descargados, colócalos en una misma carpeta (los contenidos de MONOS y StarWarsdata deben ponerse en carpetas nombradas con esos nombres). Una vez hecho esto, abre el script y sigue las instrucciones que encontrarás ahí.

PROFUNDIZAR

Puedes revisar este documento que compara diversas herramientas para el análisis de redes multicapa: https://uu.diva-portal.org/smash/get/diva2:1792544/FULLTEXT01.pdf 

REPORTE  (a entregarse el 18 de mayo)

El reporte de esta práctica debe incluir:

• Portada que incluya nombre y número de la práctica 

• Una breve introducción del tema de la práctica 

• Una breve descripción de la actividad que se desarrolló

• PARTE 1 (Mulitplex con ARENA 3D): 

1. Las dos imágenes generadas en el punto 17 con las características solicitadas.

• PARTE2 (muxViz):

2. La imagen de la red generada con los datos simulados, que se exporta en formato .png

3. Una visualización de la red multiplex de los monos, con su respectiva descripción

4.  Una visualización informativa de la red de StarWars (si es necesario, prueba con distintos algoritmos de distribución para generar una visualización más clara e ilustrativa) con su descripción (revisen el archivo README.txt incluido en la carpeta de los datos).

5.  Una tabla comparando los resultados de dos métricas de versatilidad, discutiendo qué personajes resultan como los más versátiles de acuerdo con cada una y resaltando diferencias entre los dos patrones arrojados por los dos tipos de versatilidad.

• Una breve conclusión.