<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD Journal Publishing DTD v2.3 20070202//EN" "journalpublishing.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="2.3" xml:lang="EN" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink">
<front>
<journal-meta>
<journal-id journal-id-type="publisher-id">Front. Complex Syst.</journal-id>
<journal-title>Frontiers in Complex Systems</journal-title>
<abbrev-journal-title abbrev-type="pubmed">Front. Complex Syst.</abbrev-journal-title>
<issn pub-type="epub">2813-6187</issn>
<publisher>
<publisher-name>Frontiers Media S.A.</publisher-name>
</publisher>
</journal-meta>
<article-meta>
<article-id pub-id-type="publisher-id">1612142</article-id>
<article-id pub-id-type="doi">10.3389/fcpxs.2025.1612142</article-id>
<article-categories>
<subj-group subj-group-type="heading">
<subject>Complex Systems</subject>
<subj-group>
<subject>Original Research</subject>
</subj-group>
</subj-group>
</article-categories>
<title-group>
<article-title>The value of information in multi-scale feedback systems</article-title>
<alt-title alt-title-type="left-running-head">Di Felice et al.</alt-title>
<alt-title alt-title-type="right-running-head">
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://doi.org/10.3389/fcpxs.2025.1612142">10.3389/fcpxs.2025.1612142</ext-link>
</alt-title>
</title-group>
<contrib-group>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Di Felice</surname>
<given-names>Louisa Jane</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff1">
<sup>1</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2858582/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/project-administration/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author" corresp="yes">
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>Ada</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff2">
<sup>2</sup>
</xref>
<xref ref-type="corresp" rid="c001">&#x2a;</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/1126457/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Zahadat</surname>
<given-names>Payam</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff3">
<sup>3</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/338481/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
</contrib>
<contrib contrib-type="author">
<name>
<surname>Mellodge</surname>
<given-names>Patricia</given-names>
</name>
<xref ref-type="aff" rid="aff4">
<sup>4</sup>
</xref>
<uri xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/3095106/overview"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/conceptualization/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/data-curation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/Writing - review &#x26; editing/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/methodology/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/writing-original-draft/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/formal-analysis/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/investigation/"/>
<role content-type="https://credit.niso.org/contributor-roles/visualization/"/>
</contrib>
</contrib-group>
<aff id="aff1">
<sup>1</sup>
<institution>Department of Economic History, Institutions, Politics and World Economy, Universitat de Barcelona</institution>, <addr-line>Barcelona</addr-line>, <country>Spain</country>
</aff>
<aff id="aff2">
<sup>2</sup>
<institution>Department of Computer Science and Networks, LTCI, T&#xe9;l&#xe9;com Paris, Institut Polytechnique de Paris</institution>, <addr-line>Palaiseau</addr-line>, <country>France</country>
</aff>
<aff id="aff3">
<sup>3</sup>
<institution>Robotics, Evolution and Artificial Life Lab, IT University of Copenhagen</institution>, <addr-line>Copenhagen</addr-line>, <country>Denmark</country>
</aff>
<aff id="aff4">
<sup>4</sup>
<institution>Department of Electrical and Computer Engineering, University of Hartford</institution>, <addr-line>Hartford</addr-line>, <addr-line>CT</addr-line>, <country>United States</country>
</aff>
<author-notes>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Edited by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/80767/overview">Pierluigi Contucci</ext-link>, University of Bologna, Italy</p>
</fn>
<fn fn-type="edited-by">
<p>
<bold>Reviewed by:</bold> <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/2085346/overview">Godwin Osabutey</ext-link>, University of Modena and Reggio Emilia, Italy</p>
<p>
<ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://loop.frontiersin.org/people/3005013/overview">J. de Curt&#xf2;</ext-link>, Barcelona Supercomputing Center, Spain</p>
</fn>
<corresp id="c001">&#x2a;Correspondence: Ada Diaconescu, <email>ada.diaconescu@telecom-paris.fr</email>
</corresp>
</author-notes>
<pub-date pub-type="epub">
<day>29</day>
<month>08</month>
<year>2025</year>
</pub-date>
<pub-date pub-type="collection">
<year>2025</year>
</pub-date>
<volume>3</volume>
<elocation-id>1612142</elocation-id>
<history>
<date date-type="received">
<day>15</day>
<month>04</month>
<year>2025</year>
</date>
<date date-type="accepted">
<day>23</day>
<month>06</month>
<year>2025</year>
</date>
</history>
<permissions>
<copyright-statement>Copyright &#xa9; 2025 Di Felice, Diaconescu, Zahadat and Mellodge.</copyright-statement>
<copyright-year>2025</copyright-year>
<copyright-holder>Di Felice, Diaconescu, Zahadat and Mellodge</copyright-holder>
<license xlink:href="http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/">
<p>This is an open-access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License (CC BY). The use, distribution or reproduction in other forums is permitted, provided the original author(s) and the copyright owner(s) are credited and that the original publication in this journal is cited, in accordance with accepted academic practice. No use, distribution or reproduction is permitted which does not comply with these terms.</p>
</license>
</permissions>
<abstract>
<p>Complex adaptive systems (CAS) can be described as system of information flows that dynamically interact across scales to adapt and survive. CAS often consist of many components that work toward a shared goal and interact across different informational scales through feedback loops, leading to their adaptation. In this context, understanding how information is transmitted among system components and across scales becomes crucial for understanding the behavior of CAS. Shannon entropy, a measure of syntactic information, is often used to quantify the size and rarity of messages transmitted between objects and observers, but it does not measure the value that information has for each observer. For this, semantic and pragmatic information have been conceptualized as describing the influence on an observer&#x2019;s knowledge and actions. Building on this distinction, we describe the architecture of multi-scale information flows in CAS through the concept of multi-scale feedback systems and propose a series of syntactic, semantic, and pragmatic information measures to quantify the value of information flows for adaptation. While the measurement of values is necessarily context-dependent, we provide general guidelines on how to calculate semantic and pragmatic measures and concrete examples of their calculation through four case studies: a robotic collective model, a collective decision-making model, a task distribution model, and a hierarchical oscillator model. Our results contribute to an informational theory of complexity that aims to better understand the role played by information in the behavior of multi-scale feedback systems.</p>
</abstract>
<kwd-group>
<kwd>adaptation</kwd>
<kwd>syntactic</kwd>
<kwd>semantic</kwd>
<kwd>pragmatic</kwd>
<kwd>complexity</kwd>
<kwd>feedback systems</kwd>
<kwd>scalability</kwd>
<kwd>multi-scale systems</kwd>
</kwd-group>
<counts>
<page-count count="26"/>
</counts>
<custom-meta-wrap>
<custom-meta>
<meta-name>section-at-acceptance</meta-name>
<meta-value>Complex Systems Theory</meta-value>
</custom-meta>
</custom-meta-wrap>
</article-meta>
</front>
<body>
<sec id="s1">
<title>1 Introduction</title>
<p>Complex adaptive systems (CAS), such as organisms, societies, and socio-cyber-physical systems, self-organize and adapt to survive and achieve goals. Their viability and behavior depend on their ability to perceive and adapt to their internal states and external environment. Perception and adaptation are often modulated by feedback loops (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Kephart and Chess, 2003</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B41">M&#xfc;ller-Schloer et al., 2011</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B34">Lalanda et al., 2013a</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B26">Haken and Portugali, 2016</xref>) which are based on the exchange of matter, energy, and information. When material and energy flows are perceived by system entities, we refer to these entities as <italic>agents</italic>. Material and energy flows become information flows when agents perceive them and use that perception to change their knowledge or behavior. Perception does not require consciousness, only the capacity to receive information and adapt to it&#x2014;a part of an engineered system, an ant, or a cell can all be described as agents. In this view, all material and energy flows are potential information flows, and all parts of a CAS become informational. This is in line with informational structural realism (<xref ref-type="bibr" rid="B21">Floridi, 2008</xref>), which considers the world as the &#x201c;&#x2026;totality of informational objects dynamically interacting with each other&#x201d; (p.219). The dynamic interactions turn material flows into informational ones, with agents transforming sources into informational inputs (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Jablonka, 2002</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B55">Uexk&#xfc;ll Von, 2013</xref>). The presence of a goal is what distinguishes physical from informational patterns: while physical interactions can have no set purpose (<xref ref-type="bibr" rid="B46">Roederer et al., 2005</xref>), the agent extracting information from a source does so with a goal. Still, information flows are not decoupled from energy and matter, as perception, communication, and adaptation require the storage of information onto a physical substrate, although information can be tightly or loosely coupled to its substrate (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Feistel and Ebeling, 2016</xref>).</p>
<p>The content and dynamics of information flows are central to CAS behavior (<xref ref-type="bibr" rid="B2">Atmanspacher, 1991</xref>). The environmental information needed for a CAS to maintain its viability can be measured (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Kolchinsky and Wolpert, 2018</xref>), determining the subset of system&#x2013;environment information used for its survival (<xref ref-type="bibr" rid="B51">Sowinski et al., 2023</xref>). Depending on the granularity selected to perceive a CAS, collections of entities can also be described as systems (e.g., a flock of birds, not just an individual bird) (<xref ref-type="bibr" rid="B32">Krakauer et al., 2020</xref>). In this case, considering the information flows generated and circulated within a system is necessary to understand its adaptive behavior&#x2014;a CAS using the same amount of environmental information may behave differently depending on how that information is circulated and used among its parts and on how new information is generated within the system. Collective CAS with many components tend to operate across different scales and to circulate information through feedback cycles (<xref ref-type="bibr" rid="B49">Simon, 1991</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B1">Ahl and Allen, 1996</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B45">Pattee, 1973</xref>). Our goal is to conceptualize what it means for information to flow through a collective CAS and to measure how that information is used for the system&#x2019;s adaptation. For this, we focus on CAS formed by interacting components that operate under a collective goal and across different scales.</p>
<p>The term <italic>scale</italic> usually refers to spatial scales, temporal scales, or organizational levels. We consider that all observations can be modeled as a flow of information from an observed object to an observer. In this context, we define an <italic>informational scale</italic> as the granularity, level of detail, or resolution at which an object is observed (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Diaconescu et al., 2021b</xref>). This definition unifies spatial, temporal, and organizational scales under an information perspective. For example, if information is related to time, the scale could represent the frequency of observation or the size of the interval over which the object is observed. If it is related to space, such as when observing a terrain, scale could represent the smallest area that can be distinguished. Using this general definition of scale, collective CAS can be described as systems where information from the local scale can be abstracted to generate global information about the collective state, and individual agents can observe this coarse-grained information locally and adapt to it. We refer to CAS that contain such multi-scale feedback cycles as multi-scale feedback systems (MSFS) (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Diaconescu et al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B12">Diaconescu et al., 2021a</xref>). Multi-scale feedback cycles help avoid scalability issues by allowing agents to coordinate without exchanging detailed information, relying instead on the local availability of global information (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Flack et al., 2013</xref>). While at a higher scale information is less granular, this does not make higher scales less complex (<xref ref-type="bibr" rid="B17">Flack, 2021</xref>), but it does reduce the amount of information that the micro-scale has to process for its own adaptation. Bottom-up information abstraction is often referred to as coarse-graining, while top-down reification is referred to as downward causation (<xref ref-type="bibr" rid="B18">Flack, 2017</xref>).</p>
<p>The goal of this study is to propose a series of information measures that can be used to understand the behavior of MSFS. Given the complex information dynamics in CAS, as well as the plurality of the concept of information (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Floridi, 2005</xref>), measuring information flows and their impacts is a non-trivial task. As information circulates through an MSFS and its environment, agents perceive it and act upon it by adapting their knowledge and behavior. These three processes&#x2014;information communication and perception, knowledge update, and action update&#x2014;can be mapped onto three categories of information measures: syntactic, semantic, and pragmatic (<xref ref-type="bibr" rid="B40">Morris, 1938</xref>). Measures of syntactic information quantify the amount of information transmitted to an agent. Among these, Shannon entropy quantifies the amount of information in a source and can be interpreted as a measure of compressibility, uncertainty, or resource use (<xref ref-type="bibr" rid="B48">Shannon, 1948</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B54">Tribus and McIrvine, 1971</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B53">Timpson, 2013</xref>). While relevant to message transmission, syntactic measures provide no indication about the actual meaning or usefulness of the message to each specific agent. These are described by semantic and pragmatic information measures. Semantic information measures quantify the impact of observed information on an agent&#x2019;s knowledge or model, and pragmatic information measures quantify the impact of the observed information on the agent&#x2019;s actions, including communication with other agents. The former focus on the agent&#x2019;s state and the latter on its behavior (<xref ref-type="bibr" rid="B26">Haken and Portugali, 2016</xref>). Although pragmatic information measures are sometimes included in the semantic category (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Kolchinsky and Wolpert, 2018</xref>) and <italic>vice versa</italic> (<xref ref-type="bibr" rid="B23">Gernert, 2006</xref>), we consider them as separate and interrelated. As the measures consider the <italic>value</italic> of information to an agent, they are necessarily relative (<xref ref-type="bibr" rid="B55">Von Uexk&#xfc;ll, 2013</xref>), requiring a case-dependent approach for their measurement.</p>
<p>Building on previous studies (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Diaconescu et al., 2019</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B38">Mellodge et al., 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B12">Diaconescu et al., 2021a</xref>), we propose a series of syntactic, semantic, and pragmatic information measures for CAS, focusing on MSFS. We summarize the key aspects of MSFS and develop a series of guidelines that can be used to measure the impact and value of information in such systems. We offer examples of the calculation of information measures through four case studies: a robotic collective model, a collective decision-making model, a task distribution model, and a hierarchical oscillator model. The breadth of these case studies allows us to generalize the role of the proposed information measures to build towards a better understanding of the role of information in CAS.</p>
</sec>
<sec id="s2">
<title>2 Background: information measures</title>
<p>While agents turn material flows into information, information is still tied to a physical substrate (<xref ref-type="bibr" rid="B56">Walker, 2014</xref>). The information perceived by the agent can be more or less decoupled from its substrate. When it is tightly coupled, it can be referred to as structural information. When it becomes less dependent on it and can be encoded differently onto alternative substrates, it can be referred to as &#x201c;symbolic information&#x201d; (<xref ref-type="bibr" rid="B15">Feistel and Ebeling, 2016</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B3">Bellman and Goldberg, 1984</xref>). Beyond the physicality of the information carrier, resources are also needed when information is stored, interpreted, or transformed. Shannon entropy applies to the communication of messages (<xref ref-type="bibr" rid="B48">Shannon, 1948</xref>). It is observer-dependent since (i) it requires the existence of an observer perceiving the message and (ii) probability distributions depend on the observer&#x2019;s knowledge of the system (<xref ref-type="bibr" rid="B36">Lewis, 1930</xref>). Alternatively, algorithmic information theory (<xref ref-type="bibr" rid="B25">Grunwald and Vitanyi, 2008</xref>) proposes a universal measure for the irreducible information content of an object. The object&#x2019;s algorithmic, or Kolmogorov, complexity (<xref ref-type="bibr" rid="B39">Ming Li, 2019</xref>) is its most compressed, self-contained representation. It can be defined as the length of the shortest binary computer program that generates the object. Kolmogorov complexity only depends on the description language or universal Turing machine running the program. While Shannon entropy measures the quantity of information within an average object from a probabilistic set, Kolmogorov complexity measures the absolute information within an individual object without requiring prior knowledge of its probabilistic distribution.</p>
<p>Applying these concepts to human cognition, <xref ref-type="bibr" rid="B10">Dessalles (2013)</xref> considers the importance of information to human observers in terms of its interest, surprise, memorability, or relevance. This is assessed in terms of the difference between the perceived and expected algorithmic complexity of an observed object. Similarly, <xref ref-type="bibr" rid="B9">Dessalles (2010)</xref> measures an observer&#x2019;s emotion about an event depending on the difference between its stakes and the causal complexity of its occurrence. Despite their richness and wide application range, the above information measures exclusively focus on the content of the informational object(s) taken in isolation, irrespective of their actual usage by an agent. This makes them insufficient for assessing the importance of information flows to an agent which employs them to self-adapt. The limitations of syntactic information measures are argued by many (<xref ref-type="bibr" rid="B7">Brillouin, 1962</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B2">Atmanspacher, 1991</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B43">Nehaniv, 1999</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B23">Gernert, 2006</xref>), leading to different approaches to measure semantic and pragmatic information. Semantic information is particularly relevant for biology (<xref ref-type="bibr" rid="B27">Jablonka, 2002</xref>). <xref ref-type="bibr" rid="B30">Kolchinsky and Wolpert (2018)</xref> focus on system viability and measure the environmental information needed for a system to survive, referred to as the <italic>viability value of information</italic>. For pragmatic information measures, <xref ref-type="bibr" rid="B58">Weizs&#xe4;cker and Weizs&#xe4;cker (1972)</xref> first noted that any measure of pragmatic information should be zero when novelty or confirmation are zero. &#x201c;Novelty&#x201d; refers to whether the message contains any new information for the receiver, and &#x201c;confirmation&#x201d; refers to whether the message is understandable. <xref ref-type="bibr" rid="B57">Weinberger (2002)</xref> proposed a formal definition of pragmatic information that also tends to zero when novelty or confirmation are zero, noting that this idea was shared by <xref ref-type="bibr" rid="B2">Atmanspacher (1991)</xref> and is in line with Crutchfield&#x2019;s complexity. <xref ref-type="bibr" rid="B22">Frank (2003)</xref> argues that pragmatic information can only be measured with respect to an action. They argue that if two different maps are used to navigate from one place to another (one map being more detailed than the other) resulting in the same route, then the pragmatic information of those two maps is the same. This ignores the amount of energy needed to extract information from a message&#x2014;also referred to as <italic>negentropy</italic> (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Brillouin, 1953</xref>). In the MSFS context, we find it useful to distinguish between semantic and pragmatic information (impact on knowledge and impact on action). This helps assess the importance of information for a CAS that acquires knowledge to adapt and achieve goals. In engineering, this applies to autonomic computing (<xref ref-type="bibr" rid="B28">Kephart and Chess, 2003</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B35">Lalanda et al., 2013b</xref>), organic computing (<xref ref-type="bibr" rid="B41">M&#xfc;ller-Schloer et al., 2011</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B42">M&#xfc;ller-Schloer and Tomforde, 2017</xref>), self-adaptive systems (<xref ref-type="bibr" rid="B59">Weyns, 2021</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B60">Wong et al., 2022</xref>), self-integrating systems (<xref ref-type="bibr" rid="B4">Bellman et al., 2021</xref>), and self-aware systems (<xref ref-type="bibr" rid="B31">Kounev et al., 2017</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s3">
<title>3 Multi-scale feedback systems</title>
<sec id="s3-1">
<title>3.1 Overview</title>
<p>In MSFS, information observed at the micro-scale merges into macro-information. Information at the macro-scale has a coarser granularity than at the micro-scale, with a loss of information that can be due to an abstraction function (e.g., the information from the micro-scale being averaged out) or to the sampling frequency of micro-information. Macro-information has a larger scope than each information source at the micro-scale. This limits resource requirements for the micro-scale to adapt to collective information. We refer to information abstracted from micro to macro as <italic>state information</italic> and to information that flows back from macro to micro as <italic>control information</italic>. When control information is reified from macro to micro, it can become more detailed (e.g., adding new information flows specific to the micro-scale) or more abstracted (e.g., several decisions at the macro-scale resulting in the same action at the micro-). <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1a</xref> shows a multi-scale feedback cycle, including information abstraction, information reification, and adaptation. Processing may also take place at different scales of the feedback cycle whenever an agent observes information and updates its knowledge.</p>
<fig id="F1" position="float">
<label>FIGURE 1</label>
<caption>
<p>Main MSFS elements. <bold>(a)</bold> MSFS across three scales, with a single feedback cycle. <bold>(b)</bold> Syntactic, semantic, and pragmatic information measure domains</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g001.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Diagram illustrating two interconnected models. Part a shows a hierarchical network with colored nodes connected by dotted lines, labeled abstraction, reification, adaptation, and feedback cycle. Part b depicts a circular model with a central &#x22;Internal model&#x22; and &#x22;Action space,&#x22; linked by arrows labeled observation, state info, and control info, surrounded by semantic, syntactic, and pragmatic measures.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>Macro-information can take different forms depending on how it is coupled to its physical substrate.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf1">
<mml:math id="m1">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Exogenous or endogenous. <italic>Exogenous</italic> macro-information uses a substrate that is external to the substrate of the micro-information sources. The macro-substrate can be another agent&#x2014;such as a manager collecting information from its workers&#x2014;or it can be an entity within the environment&#x2014;for example, a public blackboard showing relevant information to investors or an anthill providing information to ants. <italic>Endogenous</italic> macro-information uses the same substrate as the micro-information sources. Micro-agents act based on their internal model of an abstract entity in the world, such as members of a society acting based on informal norms governing the group.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf2">
<mml:math id="m2">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Centralized or distributed. <italic>Centralized</italic> macro-information uses a substrate that is monolithic, based on tightly coupled components, which are either static or change together as a whole, like managers, pheromone trails, or anthills. <italic>Distributed</italic> substrates consist of components that are loosely coupled or that change or move independently.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf3">
<mml:math id="m3">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Structural or symbolic. We use the distinction proposed by <xref ref-type="bibr" rid="B15">Feistel and Ebeling (2016)</xref>. <italic>Structural</italic> macro-information is tightly coupled to the structure of its substrate&#x2014;for example, the size of a bird flock or a bee hive that may impact individual bird or bee behavior. <italic>Symbolic</italic> macro-information is loosely coupled to the structure of its substrate. It may be encoded differently onto various substrates and decoded by observers accordingly&#x2014;for instance, managers issuing orders verbally, via email, or through written documents.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>The above macro-categories allow for a broad range of CAS to be described as MSFS, with the underlying mechanism being a feedback cycle connecting a minimum of two scales and with the micro-scale adapting based on macro-information.</p>
<p>The abstraction of information allows for CAS that follow an MSFS architecture to scale (<xref ref-type="bibr" rid="B11">Diaconescu et al., 2019</xref>). Generally, MSFS should be dimensioned in terms of number of scales, number of entities per scale, and number of inter-entity connections to avoid communication bottlenecks between entities and storage and processing bottlenecks within entities. For example, if an entity receives too much information relative to its resources, the entity should be replicated, with each replica receiving only part of the initial information flow and with an extra, higher-scale entity observing and coordinating these replicas. This can be achieved for all entity macro-types described above. <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1b</xref> shows the adaptation of a micro-agent with respect to macro-information. The micro-agent is connected to the scales above and below by a flow of state information going upward and control information going downward. Additional flows may exist (e.g., communication among micro-agents). The transmission and observation of these information flows are described by syntactic information measures. When an agent processes information, it may subsequently change its knowledge (its internal model or the output generated by that model) and the action it generates. Processing can happen at different scales. <xref ref-type="fig" rid="F1">Figure 1b</xref> shows a macro-agent processing information and sending the ensuing control information. The micro-agent could also observe the macro-information and process it for its adaptation. The impact of the information flow on an agent&#x2019;s knowledge is measured by semantic information measures. Changes in the resulting action are measured by pragmatic information measures. Both types of measure can be assessed for one or multiple agents for a single scale or the whole system. Their estimation helps correlate the effects of observed information on knowledge and action with the agent&#x2019;s (or system&#x2019;s) adaptation dynamics toward the goal(s).</p>
</sec>
<sec id="s3-2">
<title>3.2 Information measures</title>
<p>Information values are observer-dependent (<xref ref-type="bibr" rid="B6">Brillouin, 1953</xref>). To measure them, the purpose of the information flow needs to be specified. This can be system viability (<xref ref-type="bibr" rid="B30">Kolchinsky and Wolpert, 2018</xref>) or utility toward a goal. In general, value is measured by comparing how the system performs toward a goal state with and without information (<xref ref-type="bibr" rid="B24">Gould, 1974</xref>). As all elements in a CAS are informational, various comparison scenarios can be developed. For MSFS, the impact of feedback cycles on agents&#x2019; knowledge and actions is calculated by comparing the system at different times. The relevant gap for comparison, depending on the application, can be a single time-step, a single feedback cycle, or multiple cycles. We define the time at which the information measure is calculated as <inline-formula id="inf4">
<mml:math id="m4">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the previous time used for comparison as <inline-formula id="inf5">
<mml:math id="m5">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and the information flowing between <inline-formula id="inf6">
<mml:math id="m6">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf7">
<mml:math id="m7">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as <inline-formula id="inf8">
<mml:math id="m8">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>We provide general guidelines for the calculation of information measures, to be tailored via specific equations to each domain and case study. There are three steps in the construction and interpretation of information values. First, the system state at time <inline-formula id="inf9">
<mml:math id="m9">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is assigned a <italic>state value</italic> with respect to a goal state. These may be knowledge or action states. The state value measures how valuable the state at time <inline-formula id="inf10">
<mml:math id="m10">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is with respect to the goal state. Depending on the system, this may include how likely it is for the system to reach its goal and/or stay at that goal within a certain timeframe. Then, the state values of the system at times <inline-formula id="inf11">
<mml:math id="m11">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf12">
<mml:math id="m12">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are compared to measure the impact of <inline-formula id="inf13">
<mml:math id="m13">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Finally, information values for different system configurations are compared to contextualize their dependencies&#x2014;for example, varying the system architecture, algorithms, or adding errors to <inline-formula id="inf14">
<mml:math id="m14">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In addition to information values, descriptive information measures can be calculated, not taking state values into account. We propose the following information values and descriptive measures:<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf15">
<mml:math id="m15">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The syntactic information content <inline-formula id="inf16">
<mml:math id="m16">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures the amount of information in <inline-formula id="inf17">
<mml:math id="m17">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. During the feedback cycle, information flows are transmitted, stored, and processed, and <inline-formula id="inf18">
<mml:math id="m18">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> estimates the amount of resources needed for this. It can be calculated using Shannon entropy <inline-formula id="inf19">
<mml:math id="m19">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, if probability distributions are known. It can also be calculated using Kolmogorov complexity, the amount of memory used to hold information, or other meaningful proxies of resource use. <inline-formula id="inf20">
<mml:math id="m20">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be calculated for individual variables, a whole scale, or a full feedback cycle <inline-formula id="inf21">
<mml:math id="m21">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf22">
<mml:math id="m22">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The semantic information content <inline-formula id="inf23">
<mml:math id="m23">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the subset of <inline-formula id="inf24">
<mml:math id="m24">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that has meaning for the agent(s) observing the information. If all <inline-formula id="inf25">
<mml:math id="m25">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> can be interpreted, <inline-formula id="inf26">
<mml:math id="m26">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf27">
<mml:math id="m27">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The semantic delta <inline-formula id="inf28">
<mml:math id="m28">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a descriptive measure that quantifies the magnitude of change in the knowledge due to <inline-formula id="inf29">
<mml:math id="m29">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, irrespective of the goal. It can be split into sub-measures depending on which aspects of the knowledge are relevant.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf30">
<mml:math id="m30">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The semantic truth value <inline-formula id="inf31">
<mml:math id="m31">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures whether <inline-formula id="inf32">
<mml:math id="m32">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> brings the knowledge closer to an observable ground truth <inline-formula id="inf33">
<mml:math id="m33">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. First, ground truth state values <inline-formula id="inf34">
<mml:math id="m34">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are assigned at times <inline-formula id="inf35">
<mml:math id="m35">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf36">
<mml:math id="m36">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> considering how valuable the knowledge is with respect to ground truth <inline-formula id="inf37">
<mml:math id="m37">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The calculation of <inline-formula id="inf38">
<mml:math id="m38">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> depends on the system but usually includes a <italic>delta of truth</italic> <inline-formula id="inf39">
<mml:math id="m39">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2014;the distance between the knowledge and <inline-formula id="inf40">
<mml:math id="m40">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf41">
<mml:math id="m41">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <inline-formula id="inf42">
<mml:math id="m42">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is then calculated based on the distance between <inline-formula id="inf43">
<mml:math id="m43">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at times <inline-formula id="inf44">
<mml:math id="m44">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf45">
<mml:math id="m45">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:</p>
</list-item>
</list>
<disp-formula id="e1">
<mml:math id="m46">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(1)</label>
</disp-formula>
<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf46">
<mml:math id="m47">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The semantic goal value <inline-formula id="inf47">
<mml:math id="m48">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures whether <inline-formula id="inf48">
<mml:math id="m49">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> brings the knowledge closer to the optimal knowledge <inline-formula id="inf49">
<mml:math id="m50">
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> needed to reach the goal. This may or may not be the same as the ground truth, depending on the CAS. First, optimal knowledge state values <inline-formula id="inf50">
<mml:math id="m51">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">opt</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are calculated at <inline-formula id="inf51">
<mml:math id="m52">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf52">
<mml:math id="m53">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This includes <inline-formula id="inf53">
<mml:math id="m54">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">opt</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2014;the distance at <inline-formula id="inf54">
<mml:math id="m55">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> between knowledge and <inline-formula id="inf55">
<mml:math id="m56">
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Then, <inline-formula id="inf56">
<mml:math id="m57">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated as the difference between <inline-formula id="inf57">
<mml:math id="m58">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">opt</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf58">
<mml:math id="m59">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf59">
<mml:math id="m60">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:</p>
</list-item>
</list>
<disp-formula id="e2">
<mml:math id="m61">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">opt</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">opt</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(2)</label>
</disp-formula>
<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf60">
<mml:math id="m62">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The pragmatic delta <inline-formula id="inf61">
<mml:math id="m63">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a descriptive measure that quantifies the magnitude of change that <inline-formula id="inf62">
<mml:math id="m64">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> has generated on the adaptation. Like <inline-formula id="inf63">
<mml:math id="m65">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, it can be divided into sub-measures depending on the relevant adaptation aspects.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf64">
<mml:math id="m66">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The pragmatic goal value <inline-formula id="inf65">
<mml:math id="m67">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures whether the adaptation following <inline-formula id="inf66">
<mml:math id="m68">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> brings the system closer to its goal. Goal state values <inline-formula id="inf67">
<mml:math id="m69">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are calculated at <inline-formula id="inf68">
<mml:math id="m70">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf69">
<mml:math id="m71">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, usually requiring the calculation of a <inline-formula id="inf70">
<mml:math id="m72">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is the distance at <inline-formula id="inf71">
<mml:math id="m73">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> between the system state and the goal. <inline-formula id="inf72">
<mml:math id="m74">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the change in <inline-formula id="inf73">
<mml:math id="m75">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> between <inline-formula id="inf74">
<mml:math id="m76">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf75">
<mml:math id="m77">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:</p>
</list-item>
</list>
<disp-formula id="e3">
<mml:math id="m78">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(3)</label>
</disp-formula>
<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf76">
<mml:math id="m79">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Efficiencies of each measure can be calculated by dividing it by the <inline-formula id="inf77">
<mml:math id="m80">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf78">
<mml:math id="m81">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>I</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>These guidelines can be used to generate specific equations for different case studies and domains. The exact calculations of each measure and its units depend on the system, as we will show through our four case studies. Moreover, not all measures are relevant to every system&#x2014;for instance, it may not be possible to identify a ground truth for <inline-formula id="inf79">
<mml:math id="m82">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Our measures differ in certain cases from the existing literature. While some authors argue that data need to be contingently true to be considered information (<xref ref-type="bibr" rid="B20">Floridi, 2005</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B16">Fetzer, 2004</xref>), <inline-formula id="inf80">
<mml:math id="m83">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures whether the information flow has brought knowledge closer or further away from the truth, considering it to have value in both cases. We do not measure pragmatic value as the product of novelty and confirmation, since in our framework both of these refer to the semantic category. If confirmation is zero, then the <inline-formula id="inf81">
<mml:math id="m84">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the information is zero, leading to all other semantic and pragmatic measures also being zero. If novelty is zero, however, the information flow may still carry semantic value since it can lead to an update of the agent&#x2019;s internal model. Efficiencies, then, connect the values to the physical substrates. Considering the example proposed by <xref ref-type="bibr" rid="B22">Frank (2003)</xref>, while the pragmatic measures would be the same for two different maps leading to the same route, their efficiencies would differ, as they would require different amounts of resources to be processed.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4">
<title>4 Case studies</title>
<sec id="s4-1">
<title>4.1 Overview</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2</xref> shows a multi-scale representation of the four case studies: robotic collective (RC) (2a), collective decision-making (CD) (2b), task distribution (TD) (2c), and hierarchical oscillators (HO) (2d).</p>
<fig id="F2" position="float">
<label>FIGURE 2</label>
<caption>
<p>Multi-scale representation of the four case studies. <bold>(a)</bold> Robotic collective; <bold>(b)</bold> collective decision-making; <bold>(c)</bold> task distribution; <bold>(d)</bold> hierarchical oscillators. Green arrows show abstracted flows of state information, blue arrows show flows of control information, and pink dotted circles show the adaptation. Clocks (blue or green) denote which flows have a delay. In <bold>(b)</bold>, the macro-scale sends control information to each micro-scale agent&#x2014;only two flows are shown for simplicity. Similarly in <bold>(a)</bold>, where each gray box represents an individual robot, only one flow connecting the robot to the environment is shown.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g002.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Diagram depicting the four case studies as multiscale feedback systems. Each panel (a, b, c, d) illustrates a different case study: a) robotic collective; b) collective decision-making; c) task distribution; d) hierarchical oscillators</alt-text>
</graphic>
</fig>
<sec id="s4-1-1">
<title>4.1.1 Robotic collective multi-scale overview</title>
<p>The RC model (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2a</xref>) is based on the simulation of a swarm of robots that self-distribute across multiple rooms in proportion to the amount of collectible objects in each room, as in <xref ref-type="bibr" rid="B61">Zahadat (2023)</xref>. Each robot acts as a micro-agent equipped with sensors that provide it with the lowest scale of information related to the number of robots and objects in the rooms based on the sensing of the environment; this forms the micro-scale <inline-formula id="inf82">
<mml:math id="m85">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Over time, robots abstract their micro-scale information into the meso-scale <inline-formula id="inf83">
<mml:math id="m86">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, consisting of estimations correlated with the current number of robots and objects in the rooms. This is further abstracted into robots&#x2019; estimations of each room&#x2019;s demand for robots, constituting the system&#x2019;s macro-scale <inline-formula id="inf84">
<mml:math id="m87">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Based on that, the robots decide their motions, forming a feedback loop. The system dynamics are simulated in discrete time steps, and the robots are synchronized: at each time step, all robots update their information at every scale, starting with <inline-formula id="inf85">
<mml:math id="m88">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and ending with <inline-formula id="inf86">
<mml:math id="m89">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, followed by a motion action. The process of abstracting micro- into meso-information occurs over time. In contrast, the abstraction of meso- into macro-information happens in a single step. Robots&#x2019; motions also unfold over time. As a result, feedback cycles are inseparable from each other, extended in time, and occur at variable intervals depending on the system&#x2019;s state. We present our measurements either at consecutive timesteps or over a series of intervals.</p>
</sec>
<sec id="s4-1-2">
<title>4.1.2 Collective decision-making multi-scale overview</title>
<p>The CD model simulates a system in which a group of agents makes a collective decision about the size of two tasks by observing their environment. The environment is composed of a fixed set of information sources, each showing one of the two tasks: <inline-formula id="inf87">
<mml:math id="m90">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf88">
<mml:math id="m91">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This is the micro-scale <inline-formula id="inf89">
<mml:math id="m92">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Agents are placed on the grid of information sources and each agent forms an individual opinion <inline-formula id="inf90">
<mml:math id="m93">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> about the relative size of <inline-formula id="inf91">
<mml:math id="m94">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by observing the environment around them and averaging what they see. The meso-scale <inline-formula id="inf92">
<mml:math id="m95">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is formed by the set of individual agent opinions. In the second abstraction step, agents go through a consensus process to form a collective opinion <inline-formula id="inf93">
<mml:math id="m96">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the size of <inline-formula id="inf94">
<mml:math id="m97">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, constituting the macro-scale <inline-formula id="inf95">
<mml:math id="m98">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Then, <inline-formula id="inf96">
<mml:math id="m99">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> generates feedback on the micro-scale&#x2014;that is, the environment of information sources. If agents underestimate the size of <inline-formula id="inf97">
<mml:math id="m100">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the task will grow until the next feedback cycle, and <italic>vice versa</italic>. If task <inline-formula id="inf98">
<mml:math id="m101">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> becomes too big or too small, the environment collapses. The goal of the system is to avoid collapse for as long as possible. Timing is discrete: the environment of information sources <inline-formula id="inf99">
<mml:math id="m102">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> changes at each timestep, and the length of the feedback cycle depends on the system variables and algorithms. We focus on measuring the value of the amount of information used by agents to observe their immediate environment, the number of agents scanning the environment, and the algorithm used to reach a consensus.</p>
</sec>
<sec id="s4-1-3">
<title>4.1.3 Task distribution multi-scale overview</title>
<p>This system aims to distribute a set of tasks of two types across a set of workers. We consider a small system with three scales for traceability reasons (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2c</xref>). Larger instances were presented elsewhere (<xref ref-type="bibr" rid="B12">Diaconescu et al., 2021a</xref>). At the micro-scale <inline-formula id="inf100">
<mml:math id="m103">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, workers select an active task of one of two types. The initial choice is random, and then it is driven by feedback from the upper scale <inline-formula id="inf101">
<mml:math id="m104">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Managers at the meso-scale <inline-formula id="inf102">
<mml:math id="m105">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> collect, aggregate, and forward workers&#x2019; task choices to the macro-scale <inline-formula id="inf103">
<mml:math id="m106">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and then retrieve, split, and distribute the feedback from the macro-scale <inline-formula id="inf104">
<mml:math id="m107">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to the workers <inline-formula id="inf105">
<mml:math id="m108">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The top manager (at <inline-formula id="inf106">
<mml:math id="m109">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) receives the task distribution goal as initial input and provides feedback to the meso-scale <inline-formula id="inf107">
<mml:math id="m110">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> about the difference between the goal and the workers&#x2019; current task choices. Information processing and transmission at each scale depend on the task distribution strategy employed in the system. This forms a feedback cycle <inline-formula id="inf108">
<mml:math id="m111">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, taking two simulation steps. The workers&#x2019; state information is sent to the top in one step and then feedback returns one scale at each step. As soon as meso-managers detain new control information, workers adapt to it and send their new states up. Hence, there is a two-step delay between workers sending their state <inline-formula id="inf109">
<mml:math id="m112">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and adapting to feedback obtained from that state <inline-formula id="inf110">
<mml:math id="m113">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We calculate information measures at each step <inline-formula id="inf111">
<mml:math id="m114">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> considering the information flows over the preceding feedback cycle from <inline-formula id="inf112">
<mml:math id="m115">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf113">
<mml:math id="m116">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s4-1-4">
<title>4.1.4 Hierarchical oscillators multi-scale overview</title>
<p>The HO case study simulates a system of communicating oscillators whose goal is to achieve synchronized oscillation. This system is based on the differential equation model for coupled biochemical oscillators presented in <xref ref-type="bibr" rid="B29">Kim et al. (2010)</xref>, extended to a hierarchical structure (<xref ref-type="bibr" rid="B38">Mellodge et al., 2021</xref>). A single oscillator consists of two interacting components <inline-formula id="inf114">
<mml:math id="m117">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf115">
<mml:math id="m118">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (e.g., mRNA and protein) in which <inline-formula id="inf116">
<mml:math id="m119">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> inhibits its own synthesis while promoting that of <inline-formula id="inf117">
<mml:math id="m120">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf118">
<mml:math id="m121">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> inhibits its own and <inline-formula id="inf119">
<mml:math id="m122">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2019;s synthesis, resulting in a feedback relationship within a single oscillator that induces oscillations in the concentrations of both <inline-formula id="inf120">
<mml:math id="m123">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf121">
<mml:math id="m124">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In the HO system, multiple scales of oscillators communicate by means of their <inline-formula id="inf122">
<mml:math id="m125">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations. The oscillators at the micro-scale <inline-formula id="inf123">
<mml:math id="m126">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> send their <inline-formula id="inf124">
<mml:math id="m127">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations to the oscillators at the meso-scale <inline-formula id="inf125">
<mml:math id="m128">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> which average that information. These oscillators in turn send their <inline-formula id="inf126">
<mml:math id="m129">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations to the next highest scale until the macro-scale <inline-formula id="inf127">
<mml:math id="m130">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is reached, which contains the average of all micro-scale <inline-formula id="inf128">
<mml:math id="m131">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations. Information is also passed down the system one scale at a time through feedback. The control information contains time-delayed <inline-formula id="inf129">
<mml:math id="m132">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration averages. At each scale <inline-formula id="inf130">
<mml:math id="m133">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, oscillators update their own <inline-formula id="inf131">
<mml:math id="m134">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf132">
<mml:math id="m135">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations based on a combination of current averages from the lower scale <inline-formula id="inf133">
<mml:math id="m136">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and time-delayed averages from the higher scale <inline-formula id="inf134">
<mml:math id="m137">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Information measures are used to compare the behavior and performance of two system structures: a two-scale and a three-scale hierarchy.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-2">
<title>4.2 Robotic collective</title>
<p>This case study is based on <xref ref-type="bibr" rid="B61">Zahadat (2023)</xref>, where a homogeneous robotic swarm is designed to self-distribute across four interconnected rooms proportional to the quantity of collectible objects in each room. The four-room layout forms a ring, with each room connected to two others. Here, 200 collectible objects are distributed across four rooms, with 70 objects in each of the first two rooms and 30 in each of the remaining two rooms. The robotic swarm, consisting of 100 robots, is initially distributed uniformly across all rooms. The robots can only detect objects beneath their circular bodies, and their communication range with other robots is twice their diameter. The robots are autonomous and use a variation of the response threshold algorithm (<xref ref-type="bibr" rid="B52">Theraulaz et al., 1998</xref>) to independently decide in which room they want to belong: their goal room. The decision is regularly updated based on the robot&#x2019;s internal model of the environment&#x2019;s state. Each robot models only the state of the current room and the two rooms connected to that, collectively called the robot&#x2019;s relevant rooms. The locomotion behavior of the robots is a collision-avoiding random walk, modulated by the current and the goal room: robots can cross room boundaries freely unless they are in their goal room.</p>
<p>We consider the multi-scale feedback generated by the information flowing through the robots&#x2019; internal processing structures and feeding back to them via the environment (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2a</xref>). <inline-formula id="inf135">
<mml:math id="m138">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> consists of information collected through sensory inputs from physical interactions with the outside world. This includes detecting other robots, detecting objects, and receiving communications from other robots. <inline-formula id="inf136">
<mml:math id="m139">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> information is an abstraction of micro-information into estimated counts which are approximations designed to correlate with actual counts and are represented as a vector <inline-formula id="inf137">
<mml:math id="m140">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for each robot <inline-formula id="inf138">
<mml:math id="m141">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at time <inline-formula id="inf139">
<mml:math id="m142">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The vector consists of six components: the first three, <inline-formula id="inf140">
<mml:math id="m143">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf141">
<mml:math id="m144">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, are the estimated object counts in the robot&#x2019;s three relevant rooms; the last three components, <inline-formula id="inf142">
<mml:math id="m145">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf143">
<mml:math id="m146">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, are the estimated robot counts in those same rooms. To compute the estimated counts, micro-information is first integrated into sense- and communication-based quantities over time (<xref ref-type="bibr" rid="B61">Zahadat, 2023</xref>). Sense-based quantities are calculated as a simple moving average of the number of detections of a robot (or object) over the past <inline-formula id="inf144">
<mml:math id="m147">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> time-steps in each relevant room, where <inline-formula id="inf145">
<mml:math id="m148">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the sensing horizon. Communication-based quantities are computed as exponential moving averages of the estimated counts received from other robots. These quantities are then averaged pairwise and normalized across rooms to form <inline-formula id="inf146">
<mml:math id="m149">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In <inline-formula id="inf147">
<mml:math id="m150">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the <inline-formula id="inf148">
<mml:math id="m151">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is processed to decide on the robot&#x2019;s goal room. First, a representation of estimated demand for each relevant room is computed:<disp-formula id="e4">
<mml:math id="m152">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>&#x2009;for&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(4)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The robot then selects the room with the largest estimated demand as its goal: <inline-formula id="inf149">
<mml:math id="m153">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. A robot&#x2019;s <inline-formula id="inf150">
<mml:math id="m154">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and whether it matches its current room, influence its locomotion behavior. This can affect the rate of robot exchange between rooms, thereby altering the actual demand in the rooms, which in turn feeds back into the robot&#x2019;s knowledge system through its sensors.</p>
<sec id="s4-2-1">
<title>4.2.1 Comparison strategies</title>
<p>The information processing described above forms our main strategy in this study. We use two configurations for this strategy: main strategy with sensing horizon of <inline-formula id="inf151">
<mml:math id="m155">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and main (short memory) strategy with <inline-formula id="inf152">
<mml:math id="m156">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The two configurations reflect the effects of memory resource usage on the various information measures. In addition to these, two other strategies are implemented: ground truth and random strategies. In both, all processing that leads to the estimated counts is omitted. In the ground truth strategy, the actual counts of robots and objects, normalized across the relevant rooms, are directly copied into the estimated counts.</p>
<p>Comparing the measures between the main and ground truth strategies reflects the effects of the estimation algorithm, particularly regarding sub-optimal accuracy and time delays. In the random strategy, estimated counts are generated by sampling from a uniform distribution, normalized across rooms. Since this strategy lacks feedback loops, it allows us to evaluate the benefits of feedback in achieving the system&#x2019;s goal.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-2">
<title>4.2.2 Information measures</title>
<sec id="s4-2-2-1">
<title>4.2.2.1 Calculations</title>
<sec id="s4-2-2-1-1">
<title>4.2.2.1.1 Syntactic information</title>
<p>The amount of memory resources that a robot needs to store information at each scale is used as a measure of <inline-formula id="inf153">
<mml:math id="m157">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (detailed in the <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref>). We use ten, <inline-formula id="inf154">
<mml:math id="m158">
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>24</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and four memory units in <inline-formula id="inf155">
<mml:math id="m159">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf156">
<mml:math id="m160">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf157">
<mml:math id="m161">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. The syntactic information content is therefore <inline-formula id="inf158">
<mml:math id="m162">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">main</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>38</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> memory units for the main strategies: <inline-formula id="inf159">
<mml:math id="m163">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">main</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>638</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf160">
<mml:math id="m164">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">main</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>98</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Since in both ground truth and random strategies the estimated counts are set directly, their syntactic information contents are <inline-formula id="inf161">
<mml:math id="m165">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2014;six memory units for the estimated counts in <inline-formula id="inf162">
<mml:math id="m166">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and four units used in <inline-formula id="inf163">
<mml:math id="m167">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-2-1-2">
<title>4.2.2.1.2 Semantic information</title>
<p>For the semantic delta <inline-formula id="inf164">
<mml:math id="m168">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the change in the knowledge between subsequent time steps is calculated. We first find the absolute change over time for each of the six components of the estimated counts. Since the estimated counts are normalized over the relevant rooms, their values are interrelated. Therefore, we select the largest of the six absolute changes which is then averaged across all robots to obtain the <inline-formula id="inf165">
<mml:math id="m169">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at timestep <inline-formula id="inf166">
<mml:math id="m170">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e5">
<mml:math id="m171">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2026;</mml:mo>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munder>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(5)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf167">
<mml:math id="m172">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf168">
<mml:math id="m173">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represent the current and previous estimated counts by robot <inline-formula id="inf169">
<mml:math id="m174">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf170">
<mml:math id="m175">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of robots.</p>
<p>To calculate the semantic truth value <inline-formula id="inf171">
<mml:math id="m176">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we first calculate the <italic>delta of truth</italic> <inline-formula id="inf172">
<mml:math id="m177">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> after each step, then measure its reduction. The robots&#x2019; internal models consist of several sub-models. We consider three: one related to estimated counts at the meso-scale and two related to macro-scale modeling of room demands.</p>
<sec id="s4-2-2-1-2-1">
<title>4.2.2.1.2.1 Estimated counts sub-model</title>
<p>We calculate a measure of discrepancy between the estimated and actual counts over time. The estimated count vector <inline-formula id="inf173">
<mml:math id="m178">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> has six elements for each robot <inline-formula id="inf174">
<mml:math id="m179">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at time <inline-formula id="inf175">
<mml:math id="m180">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. At each timestep, the average of the absolute differences between the estimated and actual counts is taken across the six elements and all robots:<disp-formula id="e6">
<mml:math id="m181">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x302;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(6)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf176">
<mml:math id="m182">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the vector of actual counts.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-2-1-2-2">
<title>4.2.2.1.2.2 Highest demand full sub-model</title>
<p>To measure the discrepancy between the internal models and the actual demands, we check whether the demand estimation for the relevant rooms is sufficient to select the room with the highest actual demand as their goal. To quantify this, we calculate the normalized count of robots whose goal room does not match the room with the highest actual demand among the relevant rooms:<disp-formula id="e7">
<mml:math id="m183">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(7)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e8">
<mml:math id="m184">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>if&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>else</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(8)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf177">
<mml:math id="m185">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the actual demands in the relevant rooms for robot <inline-formula id="inf178">
<mml:math id="m186">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf179">
<mml:math id="m187">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the goal of robot <inline-formula id="inf180">
<mml:math id="m188">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at time step <inline-formula id="inf181">
<mml:math id="m189">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s4-2-2-1-2-3">
<title>4.2.2.1.2.3 Highest demand partial sub-model</title>
<p>When examining the robots&#x2019; internal model for estimated demands (data not shown), we observed a strong tendency to identify the local room as having the highest demand. In practice, this means that the robots often choose their local room as their goal and only occasionally target one of the neighboring rooms. The measure here is the same as for the full model but only considers cases where the model does not identify the local room as having the highest demand.<disp-formula id="e9">
<mml:math id="m190">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(9)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e10">
<mml:math id="m191">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>if&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mtext>&#x2009;and</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2260;</mml:mo>
<mml:mi>arg</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>max</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1,2,3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>else</mml:mtext>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(10)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf182">
<mml:math id="m192">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the local room, <inline-formula id="inf183">
<mml:math id="m193">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c6;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents the actual demands in the relevant rooms for robot <inline-formula id="inf184">
<mml:math id="m194">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf185">
<mml:math id="m195">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the goal of the robot <inline-formula id="inf186">
<mml:math id="m196">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at time step <inline-formula id="inf187">
<mml:math id="m197">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>
<inline-formula id="inf188">
<mml:math id="m198">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for each of the three sub-models <inline-formula id="inf189">
<mml:math id="m199">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and their efficiencies are calculated as<disp-formula id="e11">
<mml:math id="m200">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(11)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e12">
<mml:math id="m201">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(12)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-2-2-1-3">
<title>4.2.2.1.3 Pragmatic information</title>
<p>The pragmatic goal value <inline-formula id="inf190">
<mml:math id="m202">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures whether, at each time step <inline-formula id="inf191">
<mml:math id="m203">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> the distribution of robots across the four rooms, denoted by <inline-formula id="inf192">
<mml:math id="m204">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, moves closer to or further away from the desired distribution, denoted by vector <inline-formula id="inf193">
<mml:math id="m205">
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We first calculate the distance between <inline-formula id="inf194">
<mml:math id="m206">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf195">
<mml:math id="m207">
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e13">
<mml:math id="m208">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>o</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mtext>where&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="}">
<mml:mrow>
<mml:mn>1,2,3,4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mtext>&#x2009;is&#x2009;the&#x2009;room&#x2009;number</mml:mtext>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(13)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The values <inline-formula id="inf196">
<mml:math id="m209">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are then used to calculate <inline-formula id="inf197">
<mml:math id="m210">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and efficiencies for given period <inline-formula id="inf198">
<mml:math id="m211">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e14">
<mml:math id="m212">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(14)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e15">
<mml:math id="m213">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(15)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-2-2-2">
<title>4.2.2.2 Results</title>
<p>The results are pooled from 100 repetitions of independent experimental runs and are presented as the average of all runs, with or without standard deviation for visualization clarity. <xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3a</xref> shows <inline-formula id="inf199">
<mml:math id="m214">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the two configurations of the main strategy. In both configurations, the knowledge initially undergoes significant changes, driven by the information received at the beginning, which adapts the default knowledge system. After this abrupt initial change, subsequent changes are minor. We also compare the four strategies to determine whether changes in different parts of the knowledge move toward or away from the ground truth they aim to model. <xref ref-type="fig" rid="F3">Figures 3b&#x2013;d</xref> show the discrepancy between the sub-models and the actual states. As expected, there is no discrepancy between the models in the ground truth strategy. For the random strategy, estimated counts are assigned uniformly at random, and the delta is averaged over the three relevant rooms for each robot, resulting in a constant average discrepancy between the actual and the sub-model counts (<xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3b</xref>). In contrast, the counts for the main strategies initially show an increase in discrepancy, followed by a decrease and eventual stabilization. This initial increase occurs because these strategies cause robots to move between rooms, changing the number of robots in each room. Since these changes take time to be captured in the model, the discrepancy temporarily rises before stabilizing. However, the short memory strategy converges to a slightly higher level of discrepancy. <xref ref-type="fig" rid="F3">Figures 3c,d</xref> show the discrepancies in identifying the room with the highest demand. In both cases, the random strategy performs the worst. After the initial adaptation, the short memory strategy outperforms the long memory strategy for the full model of the relevant rooms (<xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3c</xref>) but performs worse when focusing only on the neighboring rooms (<xref ref-type="fig" rid="F3">Figure 3d</xref>). For both main strategies, the partial models are significantly closer to the ground truth strategy and farther from the random strategy than the full models. This suggests that robots often assume that the current room has the highest demand; otherwise they select the neighboring room with the actual highest demand. Choosing the current room enhances system stability, while selecting the correct neighboring room drives the system toward the desired distribution of robots across rooms. <xref ref-type="fig" rid="F4">Figure 4</xref> shows the semantic truth values and efficiencies for the three sub-models, highlighting the high fluctuation in the random models across all three cases. A comparison of <xref ref-type="fig" rid="F4">Figures 4e,f</xref> shows higher fluctuations in the full sub-models for the main strategies.</p>
<fig id="F3" position="float">
<label>FIGURE 3</label>
<caption>
<p>Semantic delta, <inline-formula id="inf1000">
<mml:math id="m1000">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> calculated using <xref ref-type="disp-formula" rid="e5">Equation 5</xref> is shown in <bold>(a)</bold>. The delta to truths for the three model components, <inline-formula id="inf1001">
<mml:math id="m1001">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext mathvariant="italic">th, counts</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf1002">
<mml:math id="m1002">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext mathvariant="italic">th, full</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf1003">
<mml:math id="m1003">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mtext mathvariant="italic">th, partial</mml:mtext>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, are calculated using <xref ref-type="disp-formula" rid="e6">Equations 6</xref>, <xref ref-type="disp-formula" rid="e7">7</xref>, and <xref ref-type="disp-formula" rid="e9">9</xref>, and shown in <bold>(b)</bold>, <bold>(c)</bold>, <bold>(d)</bold> respectively.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g003.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Four graphs show data over time steps:a. Line graph of \(\Delta_{sm}\) with blue (Main) and pink (Main short memory) lines peaking early then stabilizing near zero.b. Line graph of \(\Delta_{th}\) comparing Random, Ground Truth, Main short memory, and Main. The Ground Truth is constant; others vary slightly.c. Similar to b but with different variations among Random, Main, and Main short memory.d. \(\Delta_{th}\) graph highlighting variations among the same methods, with clear distinctions in line progressions.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<fig id="F4" position="float">
<label>FIGURE 4</label>
<caption>
<p>Semantic truth values (<xref ref-type="disp-formula" rid="e11">Equation 11</xref>) and efficiencies (<xref ref-type="disp-formula" rid="e12">Equation 12</xref>) for the three model components. <bold>(a)</bold> <inline-formula id="inf1004">
<mml:math id="m1004">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(b)</bold> <inline-formula id="inf1005">
<mml:math id="m1005">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(c)</bold> <inline-formula id="inf1006">
<mml:math id="m1006">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(d)</bold> <inline-formula id="inf1007">
<mml:math id="m1007">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(e)</bold> <inline-formula id="inf1008">
<mml:math id="m1008">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(f)</bold> <inline-formula id="inf1009">
<mml:math id="m1009">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g004.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Six graphs labeled a to f display various metrics over time steps. Graphs a, b, and c show V variables, with random, ground truth, main (short memory), and main lines. Graphs d, e, and f show E variables with main (short memory) and main lines. All graphs have y-axis values around zero, with fluctuations decreasing over time steps from 0 to 250. The legends and axes are labeled accordingly.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F5">Figures 5</xref>, <xref ref-type="fig" rid="F6">6</xref> compare the pragmatic measures. <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref> shows the distance between the actual and desired distributions of robots across the rooms. The random strategy performs the worst, while the main strategy with the long memory achieves the best performance, followed by the short memory strategy. The ground truth strategy performs worse than the main strategies, despite relying on precise models. This is likely due to movement delays, causing late overreactions to perceived issues. This suggests a lack of critical models, possibly related to the spatial organization of robots and their interactions within rooms, which are essential for effective coordination but remain inaccessible to the robot. In contrast, the main strategies demonstrate that partial and imprecise information distributed across robots, rather than attempting an unattainable complete model, leads to better collective behavior.</p>
<fig id="F5" position="float">
<label>FIGURE 5</label>
<caption>
<p>Pragmatic delta <xref ref-type="disp-formula" rid="e13">(Equation 13)</xref> of the various strategies.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g005.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Line graph showing performance over timesteps from zero to two thousand. Vertical axis labeled &#x22;\(\Delta^t_{g_l}\)&#x22; ranging from zero to 0.5. Lines represent Random, Ground Truth, Main (short memory), and Main, with colors orange, green, pink, and blue, respectively.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<fig id="F6" position="float">
<label>FIGURE 6</label>
<caption>
<p>Pragmatic goal values (<xref ref-type="disp-formula" rid="e14">Equation 14</xref>) and efficiencies (<xref ref-type="disp-formula" rid="e15">Equation 15</xref>) of the various strategies. <bold>(a)</bold> <inline-formula id="inf1010">
<mml:math id="m1010">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(b)</bold> <inline-formula id="inf1011">
<mml:math id="m1011">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(c)</bold> <inline-formula id="inf1012">
<mml:math id="m1012">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>500</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(d)</bold> <inline-formula id="inf1013">
<mml:math id="m1013">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(e)</bold> <inline-formula id="inf1014">
<mml:math id="m1014">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>100</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(f)</bold> <inline-formula id="inf1015">
<mml:math id="m1015">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>500</mml:mn>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g006.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Six line graphs labeled from a to f, showing data over time steps from zero to two thousand. Graphs a, b, and c depict values \(V_{pr,gl}^t\) with varying trends for different algorithms: Random, Ground Truth, Main (short memory), and Main. Graphs d, e, and f display \(E_{pr,gl}^t\) with Main (short memory) and Main, highlighting fluctuations and decreasing trends in error rates. Each graph uses distinct colors and line styles for clarity.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F6">Figures 6a&#x2013;c</xref> depict the extent to which the robots&#x2019; distribution in the rooms approaches the desired distribution over periods of 10, 100, and 500 timesteps. This indicates a pattern similar to that in <xref ref-type="fig" rid="F5">Figure 5</xref>, with large initial adaptations that subsequently oscillate around zero, stabilizing the system. <xref ref-type="fig" rid="F6">Figures 6d&#x2013;f</xref> illustrate the efficiencies of the main strategies, highlighting the higher resource efficiency of the short memory strategy, particularly over longer feedback cycles.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-3">
<title>4.3 Collective decision-making</title>
<sec id="s4-3-1">
<title>4.3.1 Model description</title>
<p>The CD model is partially based on <xref ref-type="bibr" rid="B14">Di Felice and Zahadat (2022)</xref>. It is a simplified representation of decision-making in small, consensus-based groups (<inline-formula id="inf200">
<mml:math id="m215">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf201">
<mml:math id="m216">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of agents), where agents react to their environment to avoid collapse. Agents estimate the size of two tasks, <inline-formula id="inf202">
<mml:math id="m217">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf203">
<mml:math id="m218">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The environment is modeled as a polarized grid of 58 &#xd7; 58 information sources, each showing task <inline-formula id="inf204">
<mml:math id="m219">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or <inline-formula id="inf205">
<mml:math id="m220">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with the sum of <inline-formula id="inf206">
<mml:math id="m221">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf207">
<mml:math id="m222">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> remaining fixed. The size of each task is measured by the weight of <inline-formula id="inf208">
<mml:math id="m223">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1.0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, determining the share of total information sources showing task <inline-formula id="inf209">
<mml:math id="m224">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The feedback cycle includes two abstraction steps. First, agents scan <inline-formula id="inf210">
<mml:math id="m225">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> information sources around them, each showing either 0 (task <inline-formula id="inf211">
<mml:math id="m226">
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) or 1 (task <inline-formula id="inf212">
<mml:math id="m227">
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and average them out to form an individual opinion <inline-formula id="inf213">
<mml:math id="m228">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.00</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1.00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of <inline-formula id="inf214">
<mml:math id="m229">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with a memory component between subsequent feedback cycles. Second, agents follow a consensus process to reach a collective opinion <inline-formula id="inf215">
<mml:math id="m230">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.00</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1.00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, representing the average of <inline-formula id="inf216">
<mml:math id="m231">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The maximum opinion divergence between agents and the number of agents <inline-formula id="inf217">
<mml:math id="m232">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> determines the consensus time <inline-formula id="inf218">
<mml:math id="m233">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For full details on the decision-making algorithm, see the <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref>.</p>
<p>After <inline-formula id="inf219">
<mml:math id="m234">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf220">
<mml:math id="m235">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> generates feedback on the environment <inline-formula id="inf221">
<mml:math id="m236">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which grows at each time step until the next feedback cycle if <inline-formula id="inf222">
<mml:math id="m237">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and shrinks if <inline-formula id="inf223">
<mml:math id="m238">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. If <inline-formula id="inf224">
<mml:math id="m239">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> reaches either 0.10 or 0.90, the environment collapses.</p>
</sec>
<sec id="s4-3-2">
<title>4.3.2 Comparison strategies</title>
<p>We refer to the decision-making strategy described above as the <italic>consensus</italic> strategy. To evaluate it, we implement three reference strategies, randomizing different abstraction steps: opinion formation, consensus formation, or both.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf225">
<mml:math id="m240">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The <italic>random</italic>
<sub>
<italic>OP</italic>
</sub> strategy randomizes opinion formation, where agents form a random <inline-formula id="inf226">
<mml:math id="m241">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.00</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1.00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> without perceiving the environment within one time-step. They then form <inline-formula id="inf227">
<mml:math id="m242">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> normally, reaching consensus among those random <inline-formula id="inf228">
<mml:math id="m243">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This reflects the extreme situation where opinions are completely disconnected from the environment.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf229">
<mml:math id="m244">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategy randomizes consensus, where opinions are formed normally and a random <inline-formula id="inf230">
<mml:math id="m245">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is chosen as <inline-formula id="inf231">
<mml:math id="m246">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with the consensus process taking one time step. This reflects the extreme situation where one agent, not better informed than others, holds an opinion with maximum power.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf232">
<mml:math id="m247">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> The <italic>random</italic>
<sub>
<italic>TOT</italic>
</sub> strategy randomizes <inline-formula id="inf233">
<mml:math id="m248">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, taking one time-step.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>Comparing the <italic>consensus</italic> strategy with <italic>random</italic>
<sub>
<italic>OP</italic>
</sub> highlights the value of evidence-based opinion formation. Comparison with <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> shows the advantage of the consensus process once opinions have been formed, and comparison with <italic>random</italic>
<sub>
<italic>TOT</italic>
</sub> evaluates the usefulness of the entire feedback cycle.</p>
</sec>
<sec id="s4-3-3">
<title>4.3.3 Experiments</title>
<p>Parameters <inline-formula id="inf234">
<mml:math id="m249">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf235">
<mml:math id="m250">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are both varied between [1,30]; the starting <inline-formula id="inf236">
<mml:math id="m251">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is set at 0.6, each simulation is capped at 5,000 timesteps, and 40 simulations are run for each <inline-formula id="inf237">
<mml:math id="m252">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#xd7;<inline-formula id="inf238">
<mml:math id="m253">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> combination, leading to 36,000 simulations per strategy and a total of 144,000 simulations. Results show the average value across all simulation runs, including a visual representation of uncertainty ranges, when possible. For each simulation, agents are placed randomly on the inner 50 &#xd7; 50 information grid at <inline-formula id="inf239">
<mml:math id="m254">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with their position not changing, and the environment <inline-formula id="inf240">
<mml:math id="m255">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> changing at each time step. Multiple feedback cycles are executed sequentially until the environment collapses or the maximum time is reached.</p>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7</xref> shows examples of the main types of behavior that can be observed in each simulation. <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8</xref> shows average behaviors over the 36,000 simulations for each strategy. Long-lasting simulations (with <inline-formula id="inf241">
<mml:math id="m256">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3d; 5,000 timesteps) show two patterns. In the first, <inline-formula id="inf242">
<mml:math id="m257">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> follows <inline-formula id="inf243">
<mml:math id="m258">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with some delay, leading to an oscillation of both values (<xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7a</xref>). The general strategy behaves this way when <inline-formula id="inf244">
<mml:math id="m259">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf245">
<mml:math id="m260">
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (see darker area in <xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8e</xref>), surviving for 5,000 timesteps. In the second pattern, <inline-formula id="inf246">
<mml:math id="m261">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> rapidly oscillates between polarized values, forcing <inline-formula id="inf247">
<mml:math id="m262">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to remain stable with tight oscillations around its starting point of 0.6 (<xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7d</xref>). This is what is observed in the high performance area of <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> (<xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8f</xref>). Here, <inline-formula id="inf248">
<mml:math id="m263">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>T</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is reduced to one time step; the <inline-formula id="inf249">
<mml:math id="m264">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> randomly chosen as <inline-formula id="inf250">
<mml:math id="m265">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is either 0 or 1 for <inline-formula id="inf251">
<mml:math id="m266">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3d; 1 and is likely to remain so for low <inline-formula id="inf252">
<mml:math id="m267">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, leading to a very fast feedback cycle with drastic fluctuations in <inline-formula id="inf253">
<mml:math id="m268">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In other instances, <inline-formula id="inf254">
<mml:math id="m269">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf255">
<mml:math id="m270">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> both enter an oscillatory behavior, but <inline-formula id="inf256">
<mml:math id="m271">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> crashes before <inline-formula id="inf257">
<mml:math id="m272">
<mml:mrow>
<mml:mn>5000</mml:mn>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F7">Figure 7b</xref>). This can happen in the <italic>consensus</italic> strategy when a slower feedback cycle cannot keep up with changes in <inline-formula id="inf258">
<mml:math id="m273">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Finally, if <inline-formula id="inf259">
<mml:math id="m274">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> does not oscillate, it crashes before <inline-formula id="inf260">
<mml:math id="m275">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> reaches 400 timesteps (<xref ref-type="fig" rid="F7">Figures 7e&#x2013;h</xref>), as observed in both <italic>random</italic>
<sub>
<italic>TOT</italic>
</sub> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>OP</italic>
</sub>.</p>
<fig id="F7" position="float">
<label>FIGURE 7</label>
<caption>
<p>Examples of individual simulations, showing the evolution of <inline-formula id="inf1016">
<mml:math id="m1016">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf1017">
<mml:math id="m1017">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at each time step <inline-formula id="inf1018">
<mml:math id="m1018">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <bold>(a)</bold> <italic>Consensus</italic> strategy, <inline-formula id="inf1021">
<mml:math id="m1021">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <bold>(b)</bold> <italic>consensus</italic> strategy, <inline-formula id="inf1022">
<mml:math id="m1022">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <bold>(c)</bold> <italic>consensus</italic> strategy, <inline-formula id="inf1023">
<mml:math id="m1023">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <bold>(d)</bold> <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategy, <inline-formula id="inf1024">
<mml:math id="m1024">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <bold>(e)</bold> <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategy, <inline-formula id="inf1025">
<mml:math id="m1025">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <bold>(f)</bold> <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategy, <inline-formula id="inf1026">
<mml:math id="m1026">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <bold>(g)</bold> <italic>random</italic>
<sub>
<italic>TOT</italic>
</sub> strategy, <inline-formula id="inf1027">
<mml:math id="m1027">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <bold>(h)</bold> <italic>random</italic>
<sub>
<italic>OP</italic>
</sub> strategy, <inline-formula id="inf1028">
<mml:math id="m1028">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Pink line shows the real environment <inline-formula id="inf1019">
<mml:math id="m1019">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; blue line shows the perceived environment <inline-formula id="inf1020">
<mml:math id="m1020">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g007.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Multiple line graphs labeled a to h compare real (red line) and perceived (blue line) environmental values over time-steps. Graph a displays fluctuating lines over 5000 time-steps. Graph b shows increasing values over 2200 time-steps. Graph c displays a downward trend over 700 time-steps. Graph d shows dense fluctuations over 5000 time-steps. Graph e has mixed fluctuations over 300 time-steps. Graph f shows decreasing trends over 300 time-steps. Graph g displays a rising red line with a fluctuating blue line over 80 time-steps. Graph h shows an increasing trend over 120 time-steps.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<fig id="F8" position="float">
<label>FIGURE 8</label>
<caption>
<p>Comparison of average behavior across strategies. <bold>(a)</bold> Average simulation length (<inline-formula id="inf1054">
<mml:math id="m1054">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) as a function of <inline-formula id="inf1055">
<mml:math id="m1055">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all strategies. <bold>(b)</bold> Average simulation length (<inline-formula id="inf1056">
<mml:math id="m1056">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) as a function of <inline-formula id="inf1057">
<mml:math id="m1057">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all strategies. <bold>(c)</bold> Average delta of truth (<inline-formula id="inf1058">
<mml:math id="m1058">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) as a function of <inline-formula id="inf1059">
<mml:math id="m1059">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all strategies. <bold>(d)</bold> Average delta of truth (<inline-formula id="inf1060">
<mml:math id="m1060">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) as a function of <inline-formula id="inf1061">
<mml:math id="m1061">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all strategies. <bold>(e)</bold> Average simulation length (<inline-formula id="inf1062">
<mml:math id="m1062">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) as a function of <inline-formula id="inf1063">
<mml:math id="m1063">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf1064">
<mml:math id="m1064">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the <italic>consensus</italic> strategy. <bold>(f)</bold> Average simulation length (<inline-formula id="inf1065">
<mml:math id="m1065">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) as a function of <inline-formula id="inf1066">
<mml:math id="m1066">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf1067">
<mml:math id="m1067">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategy.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g008.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Six panels with graphs and heatmaps displaying relationship data between population, information capacity, and metrics like \( t_{avg} \) and \( \Delta_{th, avg} \). Panels a and b: line graphs showing \( t_{avg} \) against population and information capacity with consensus and random methods. Panels c and d: line graphs of \( \Delta_{th, avg} \) against population and information capacity. Panels e and f: heatmaps showing information capacity and population against color-coded scales, ranging from 1000 to 5000.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F8">Figures 8c and d</xref> show the average delta of truth <inline-formula id="inf266">
<mml:math id="m281">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2014;that is, the average difference between <inline-formula id="inf267">
<mml:math id="m282">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf268">
<mml:math id="m283">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2014;for each parameter combination. A lower <inline-formula id="inf269">
<mml:math id="m284">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> shows that agents are better at collectively perceiving the environment. The relation between <inline-formula id="inf270">
<mml:math id="m285">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf271">
<mml:math id="m286">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> highlights the weight of the timing mechanisms in the model. The <italic>consensus</italic> strategy has the lowest <inline-formula id="inf272">
<mml:math id="m287">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and it decreases and stabilizes as <inline-formula id="inf273">
<mml:math id="m288">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increases (<xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8c</xref>): poor performance at high <inline-formula id="inf274">
<mml:math id="m289">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is not due to incorrect <inline-formula id="inf275">
<mml:math id="m290">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> but to a long feedback cycle that prevents <inline-formula id="inf276">
<mml:math id="m291">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> oscillations. For <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf277">
<mml:math id="m292">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is highest for low <inline-formula id="inf278">
<mml:math id="m293">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and even higher than <italic>random</italic>
<sub>
<italic>TOT</italic>
</sub> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>OP</italic>
</sub> (<xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8d</xref>). In this range, high <inline-formula id="inf279">
<mml:math id="m294">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is not the result of a good <inline-formula id="inf280">
<mml:math id="m295">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> but of an oscillating <inline-formula id="inf281">
<mml:math id="m296">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that stabilizes <inline-formula id="inf282">
<mml:math id="m297">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s4-3-4">
<title>4.3.4 Information measures</title>
<sec id="s4-3-4-1">
<title>4.3.4.1 Calculations</title>
<p>We consider <inline-formula id="inf283">
<mml:math id="m298">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as the knowledge for the semantic measures, which could also be calculated at the scale of the opinions of individual agents <inline-formula id="inf284">
<mml:math id="m299">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For the pragmatic measures, the action taken by the system is the change in the environment <inline-formula id="inf285">
<mml:math id="m300">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and we consider the system goal to be furthest from the points of collapse&#x2014;<inline-formula id="inf286">
<mml:math id="m301">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or 0.90. Agents are unaware of how far they are from collapse, aiming instead for their local goal of perceiving their immediate environment. Information values are calculated at the granularity of single feedback cycles, comparing the system at time <inline-formula id="inf287">
<mml:math id="m302">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf288">
<mml:math id="m303">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2212;<inline-formula id="inf289">
<mml:math id="m304">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf290">
<mml:math id="m305">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of time steps in the feedback cycle ending at <inline-formula id="inf291">
<mml:math id="m306">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Values are averaged across feedback cycles within a simulation and then across simulations within each set of <inline-formula id="inf292">
<mml:math id="m307">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#xd7;<inline-formula id="inf293">
<mml:math id="m308">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> parameters. Averages are weighted by the number of feedback cycles in each simulation. The resulting information measures reflect these average values, with a full statistical analysis of those averages being out of our current scope.</p>
<sec id="s4-3-4-1-1">
<title>4.3.4.1.1 Syntactic information</title>
<p>We calculate the amount of resources needed to store information at the meso-scale <inline-formula id="inf294">
<mml:math id="m309">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of an agent&#x2019;s individual opinions <inline-formula id="inf295">
<mml:math id="m310">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and at the macro-scale <inline-formula id="inf296">
<mml:math id="m311">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the group&#x2019;s collective opinion <inline-formula id="inf297">
<mml:math id="m312">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We do not consider the amount of information in the environment at <inline-formula id="inf298">
<mml:math id="m313">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> since this is the same for all strategies. We employ Shannon entropy as a measure of resource use at each scale. The syntactic content is summed across scales for the total <inline-formula id="inf299">
<mml:math id="m314">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Probabilities are simplified by assuming that each information source is equally likely to show one of the two tasks. For the <italic>consensus</italic> strategy, this leads to a Shannon entropy of each agent&#x2019;s individual opinion <inline-formula id="inf300">
<mml:math id="m315">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of<disp-formula id="e16">
<mml:math id="m316">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(16)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Where <inline-formula id="inf301">
<mml:math id="m317">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <inline-formula id="inf302">
<mml:math id="m318">
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the set of all possible opinions, and <inline-formula id="inf303">
<mml:math id="m319">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the probability of an opinion being <inline-formula id="inf304">
<mml:math id="m320">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For the entropy at the scale <inline-formula id="inf305">
<mml:math id="m321">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, this is multiplied by the number of agents <inline-formula id="inf306">
<mml:math id="m322">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e17">
<mml:math id="m323">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(17)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Similarly, the entropy of <inline-formula id="inf307">
<mml:math id="m324">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is<disp-formula id="e18">
<mml:math id="m325">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll,k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll,k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(18)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Where <inline-formula id="inf308">
<mml:math id="m326">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll,k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> represents all possible values of <inline-formula id="inf309">
<mml:math id="m327">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> given a set of <inline-formula id="inf310">
<mml:math id="m328">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf311">
<mml:math id="m329">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll,k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> the probability that <inline-formula id="inf312">
<mml:math id="m330">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf313">
<mml:math id="m331">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll,k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This leads to a final <inline-formula id="inf314">
<mml:math id="m332">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of<disp-formula id="e19">
<mml:math id="m333">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(19)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Similar calculations are carried out for the three random strategies; full details are included in the <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref>, as well as graphs showing how <inline-formula id="inf315">
<mml:math id="m334">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> varies with <inline-formula id="inf316">
<mml:math id="m335">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf317">
<mml:math id="m336">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all strategies.</p>
</sec>
<sec id="s4-3-4-1-2">
<title>4.3.4.1.2 Semantic information</title>
<p>For the semantic delta <inline-formula id="inf318">
<mml:math id="m337">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the change in <inline-formula id="inf319">
<mml:math id="m338">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> between feedback cycles is calculated. This is a proxy of how stable <inline-formula id="inf320">
<mml:math id="m339">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is<disp-formula id="e20">
<mml:math id="m340">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(20)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Where <inline-formula id="inf321">
<mml:math id="m341">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is <inline-formula id="inf322">
<mml:math id="m342">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at the end of the feedback cycle of length <inline-formula id="inf323">
<mml:math id="m343">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf324">
<mml:math id="m344">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at the end of the previous feedback cycle. <inline-formula id="inf325">
<mml:math id="m345">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.00</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1.00</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with a larger value reflecting a higher change in <inline-formula id="inf326">
<mml:math id="m346">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> across feedback cycles. The semantic truth value <inline-formula id="inf327">
<mml:math id="m347">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures whether the information used at each feedback cycle has brought <inline-formula id="inf328">
<mml:math id="m348">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> closer or further away from the environment <inline-formula id="inf329">
<mml:math id="m349">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with respect to the <inline-formula id="inf330">
<mml:math id="m350">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the previous cycle. First, the <italic>delta of truth</italic> <inline-formula id="inf331">
<mml:math id="m351">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated:<disp-formula id="e21">
<mml:math id="m352">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(21)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Then <inline-formula id="inf332">
<mml:math id="m353">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is subtracted across feedback cycles to calculate <inline-formula id="inf333">
<mml:math id="m354">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e22">
<mml:math id="m355">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(22)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>
<inline-formula id="inf334">
<mml:math id="m356">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is positive when <inline-formula id="inf335">
<mml:math id="m357">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> decreases between cycles and negative if it increases. Its efficiency is calculated by dividing the value by <inline-formula id="inf336">
<mml:math id="m358">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</sec>
<sec id="s4-3-4-1-3">
<title>4.3.4.1.3 Pragmatic information</title>
<p>The pragmatic delta <inline-formula id="inf337">
<mml:math id="m359">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures changes in <inline-formula id="inf338">
<mml:math id="m360">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> between feedback cycles:<disp-formula id="e23">
<mml:math id="m361">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(23)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>It is a proxy of how stable the environment is, with a higher value reflecting larger environmental change. The pragmatic goal value <inline-formula id="inf339">
<mml:math id="m362">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures whether the system has moved closer or further away from the goal between a feedback cycle and the next. For this, the <italic>delta of goal</italic> <inline-formula id="inf340">
<mml:math id="m363">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated at each <inline-formula id="inf341">
<mml:math id="m364">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with higher values for system states that are further from the point of collapse:<disp-formula id="e24">
<mml:math id="m365">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x2223;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(24)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>We then calculate <inline-formula id="inf342">
<mml:math id="m366">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as<disp-formula id="e25">
<mml:math id="m367">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(25)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Similar to <inline-formula id="inf343">
<mml:math id="m368">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf344">
<mml:math id="m369">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> takes negative values when the system moves closer to collapse relative to the previous feedback cycle, and <italic>vice versa</italic>.</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-3-4-2">
<title>4.3.4.2 Results</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9</xref> shows the average information measures as a function of <inline-formula id="inf345">
<mml:math id="m370">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf346">
<mml:math id="m371">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We focus on the behavior of the <italic>consensus</italic> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategies that are comparable in terms of <inline-formula id="inf347">
<mml:math id="m372">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <inline-formula id="inf348">
<mml:math id="m373">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf349">
<mml:math id="m374">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> show the evolution of variations in <inline-formula id="inf350">
<mml:math id="m375">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf351">
<mml:math id="m376">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, respectively. For the <italic>consensus</italic> strategy, there is an overall correlation between <inline-formula id="inf352">
<mml:math id="m377">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F8">Figure 8e</xref>), <inline-formula id="inf353">
<mml:math id="m378">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf354">
<mml:math id="m379">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: higher fluctuations in <inline-formula id="inf355">
<mml:math id="m380">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are associated with a lower <inline-formula id="inf356">
<mml:math id="m381">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which is caused by higher fluctuations in <inline-formula id="inf357">
<mml:math id="m382">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. There is an exception for <inline-formula id="inf358">
<mml:math id="m383">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> &#x3d; 1 (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9a</xref>), where <inline-formula id="inf359">
<mml:math id="m384">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> oscillates between 0 and 1, leading to a stable environment (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9c</xref>). For <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub>, <inline-formula id="inf360">
<mml:math id="m385">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is considerably higher (<inline-formula id="inf361">
<mml:math id="m386">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is unstable), and there are two possible relations between <inline-formula id="inf362">
<mml:math id="m387">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf363">
<mml:math id="m388">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf364">
<mml:math id="m389">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In the area of low <inline-formula id="inf365">
<mml:math id="m390">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf366">
<mml:math id="m391">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is high, <inline-formula id="inf367">
<mml:math id="m392">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is low, and <inline-formula id="inf368">
<mml:math id="m393">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is high&#x2014;<inline-formula id="inf369">
<mml:math id="m394">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> fluctuates strongly between one feedback cycle and the next, forcing the environment to stabilize. A different pattern emerges from <inline-formula id="inf370">
<mml:math id="m395">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with bands of high <inline-formula id="inf371">
<mml:math id="m396">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figure 9b</xref>) also leading to a high <inline-formula id="inf372">
<mml:math id="m397">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and a low <inline-formula id="inf373">
<mml:math id="m398">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In this range, <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> acts like the <italic>consensus</italic> strategy, with changes in <inline-formula id="inf374">
<mml:math id="m399">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> coupled to a slower feedback cycle, leading to a faster collapse. The discrepancy in values in the range of <inline-formula id="inf375">
<mml:math id="m400">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>23</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> is likely due to noisy results because of the limited sample size; this needs further exploration. Depending on the system, specific combinations of <inline-formula id="inf376">
<mml:math id="m401">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf377">
<mml:math id="m402">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf378">
<mml:math id="m403">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> may be more or less desirable. For example, an <inline-formula id="inf379">
<mml:math id="m404">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that changes in line with <inline-formula id="inf380">
<mml:math id="m405">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, leading to stable oscillations (such as when the <italic>consensus</italic> strategy performs well), may be more desirable than a highly varying <inline-formula id="inf381">
<mml:math id="m406">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that flattens changes in <inline-formula id="inf382">
<mml:math id="m407">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> but that may quickly lead to collapse if conditions change.</p>
<fig id="F9" position="float">
<label>FIGURE 9</label>
<caption>
<p>Semantic and pragmatic information measures for collective decision-making case study. <bold>(a)</bold> Semantic delta <inline-formula id="inf1029">
<mml:math id="m1029">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the <italic>consensus</italic> strategy. <bold>(b)</bold> Semantic delta <inline-formula id="inf1030">
<mml:math id="m1030">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategy. <bold>(c)</bold> Pragmatic delta <inline-formula id="inf1031">
<mml:math id="m1031">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the <italic>consensus</italic> strategy. <bold>(d)</bold> Pragmatic delta <inline-formula id="inf1032">
<mml:math id="m1032">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategy. <bold>(e)</bold> Semantic truth value <inline-formula id="inf1033">
<mml:math id="m1033">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the <italic>consensus</italic> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategies, as a function of <italic>N</italic>. <bold>(f)</bold> Semantic truth value <inline-formula id="inf1034">
<mml:math id="m1034">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the <italic>consensus</italic> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategies, as a function of <inline-formula id="inf1035">
<mml:math id="m1035">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <bold>(g)</bold> Pragmatic goal value <inline-formula id="inf1036">
<mml:math id="m1036">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the <italic>consensus</italic> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategies, as a function of <inline-formula id="inf1037">
<mml:math id="m1037">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <bold>(h)</bold> Pragmatic goal value <inline-formula id="inf1038">
<mml:math id="m1038">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the <italic>consensus</italic> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategies, as a function of <inline-formula id="inf1039">
<mml:math id="m1039">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <bold>(i)</bold> Efficiency of <inline-formula id="inf1040">
<mml:math id="m1040">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the <italic>consensus</italic> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategies, as a function of <inline-formula id="inf1041">
<mml:math id="m1041">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <bold>(j)</bold> Efficiency of <inline-formula id="inf1042">
<mml:math id="m1042">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the <italic>consensus</italic> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> strategies, as a function of <inline-formula id="inf1043">
<mml:math id="m1043">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g009.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">A series of panels showcasing different graphical data. Panels a to d feature heatmaps with varying color intensities, illustrating relationships between population (N) and information capacity (R). Panels e to j display line graphs comparing two models: &#x22;consensus&#x22; and &#x22;random&#x22;. Each graph plots different variables against population or information capacity, with shaded regions indicating variance. The graphs reflect trends and variability as influenced by the models, highlighting differences in metric behavior under varying conditions. Each panel is labeled with lowercase letters from a to j for reference.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<inline-formula id="inf383">
<mml:math id="m408">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf384">
<mml:math id="m409">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> show whether each feedback cycle on average brings <inline-formula id="inf385">
<mml:math id="m410">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> closer or further away from <inline-formula id="inf386">
<mml:math id="m411">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and whether <inline-formula id="inf387">
<mml:math id="m412">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> moves closer or further away from a desirable state between subsequent cycles. Values are almost entirely negative for both <italic>consensus</italic> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> (<xref ref-type="fig" rid="F9">Figures 9e&#x2013;h</xref>), meaning that on average, each feedback cycle has a worse performance than that previous. The exception is for low <inline-formula id="inf388">
<mml:math id="m413">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub>, where strong fluctuations of <inline-formula id="inf389">
<mml:math id="m414">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> keep <inline-formula id="inf390">
<mml:math id="m415">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> stable. Stability can also be considered across parameter ranges: while <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> leads to a stable <inline-formula id="inf391">
<mml:math id="m416">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for low <inline-formula id="inf392">
<mml:math id="m417">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, increasing the range of <inline-formula id="inf393">
<mml:math id="m418">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> quickly leads to instability, while parameter transitions are smoother for the <italic>consensus</italic> strategy. Efficiencies (9i and 9j) show how for both strategies (and more strongly for <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub>) at low <inline-formula id="inf394">
<mml:math id="m419">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, less information is needed to produce larger (negative) values. Overall, comparison with <italic>random</italic>
<sub>
<italic>CN</italic>
</sub> provides insights into the value of the consensus process as formalized in this model, with its polarized environment, opinion formation, and consensus algorithms. While it might be better for low <inline-formula id="inf395">
<mml:math id="m420">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to pick a random agent&#x2019;s opinion as the prevailing one in terms of <inline-formula id="inf396">
<mml:math id="m421">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">avg</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the <italic>consensus</italic> strategy maintains more stability in <inline-formula id="inf397">
<mml:math id="m422">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and a higher <inline-formula id="inf398">
<mml:math id="m423">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of the average feedback cycle. The comparison with <italic>random</italic>
<sub>
<italic>TOT</italic>
</sub> and <italic>random</italic>
<sub>
<italic>OP</italic>
</sub>, while not explored in detail here, shows that the opinion formation step is essential to the functioning of the model.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-4">
<title>4.4 Task distribution</title>
<sec id="s4-4-1">
<title>4.4.1 Model description</title>
<p>This model is a simplified version of the ABM in <xref ref-type="bibr" rid="B12">Diaconescu et al. (2021a)</xref>, aiming to achieve a given task distribution among a set of agents. We exemplify a small system to facilitate the formal analysis of information flows. The system contains <inline-formula id="inf399">
<mml:math id="m424">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> scales <inline-formula id="inf400">
<mml:math id="m425">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf401">
<mml:math id="m426">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, populated by agents <inline-formula id="inf402">
<mml:math id="m427">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at scale <inline-formula id="inf403">
<mml:math id="m428">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and index <inline-formula id="inf404">
<mml:math id="m429">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <inline-formula id="inf405">
<mml:math id="m430">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> includes four workers <inline-formula id="inf406">
<mml:math id="m431">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that must select two task types, <inline-formula id="inf407">
<mml:math id="m432">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf408">
<mml:math id="m433">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (sometimes noted as 0 and 1), according to given proportions <inline-formula id="inf409">
<mml:math id="m434">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf410">
<mml:math id="m435">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf411">
<mml:math id="m436">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Workers coordinate their task selection via managers, each handling <inline-formula id="inf412">
<mml:math id="m437">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> children (<xref ref-type="fig" rid="F2">Figure 2c</xref>). At <inline-formula id="inf413">
<mml:math id="m438">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the top-manager <inline-formula id="inf414">
<mml:math id="m439">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> receives the goal <inline-formula id="inf415">
<mml:math id="m440">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and workers <inline-formula id="inf416">
<mml:math id="m441">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf417">
<mml:math id="m442">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, are assigned an active task <inline-formula id="inf418">
<mml:math id="m443">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Time is modeled in discrete steps <inline-formula id="inf419">
<mml:math id="m444">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For simplicity, we only consider information about <inline-formula id="inf420">
<mml:math id="m445">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf421">
<mml:math id="m446">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> being complementary to it.</p>
<p>Each manager <inline-formula id="inf422">
<mml:math id="m447">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf423">
<mml:math id="m448">
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, holds two variables concerning its children: the number of workers that execute <inline-formula id="inf424">
<mml:math id="m449">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (abstraction <inline-formula id="inf425">
<mml:math id="m450">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) that should switch to <inline-formula id="inf426">
<mml:math id="m451">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (control-error <inline-formula id="inf427">
<mml:math id="m452">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). For workers, <inline-formula id="inf428">
<mml:math id="m453">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (their active task) and <inline-formula id="inf429">
<mml:math id="m454">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (control from parent <inline-formula id="inf430">
<mml:math id="m455">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>).</p>
<p>The system uses the Blackboard (BB) strategy (simplified from <xref ref-type="bibr" rid="B12">Diaconescu et al. (2021a)</xref> &#x2014;see <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref> for further details), forming a multi-scale feedback cycle via the following information flows.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf431">
<mml:math id="m456">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Abstraction: managers sum up their children states (active tasks), <inline-formula id="inf432">
<mml:math id="m457">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf433">
<mml:math id="m458">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Processing: the top-manager calculates the error between its abstract state and the goal, <inline-formula id="inf434">
<mml:math id="m459">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2,0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2,0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where negative errors indicate that more workers should pick <inline-formula id="inf435">
<mml:math id="m460">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf436">
<mml:math id="m461">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Reification: mid-managers fetch the control error <inline-formula id="inf437">
<mml:math id="m462">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2,0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from the top, split it equally between them, and round up the remainder, then send the result to workers <inline-formula id="inf438">
<mml:math id="m463">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf439">
<mml:math id="m464">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Adaptation: workers that perform <inline-formula id="inf440">
<mml:math id="m465">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and receive a negative error <inline-formula id="inf441">
<mml:math id="m466">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> switch to <inline-formula id="inf442">
<mml:math id="m467">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with probability <inline-formula id="inf443">
<mml:math id="m468">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; otherwise they do nothing.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>The BB simulation repeats this cycle recursively until the goal is reached, and it is maintained for <inline-formula id="inf444">
<mml:math id="m469">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> steps.</p>
</sec>
<sec id="s4-4-2">
<title>4.4.2 Comparison strategies</title>
<p>We define several alternative strategies for reference.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf445">
<mml:math id="m470">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Random switch (RS): at each step, workers switch states with probability <inline-formula id="inf446">
<mml:math id="m471">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (same as BB).</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf447">
<mml:math id="m472">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Random blind (RB): at each step, workers switch states randomly, <inline-formula id="inf448">
<mml:math id="m473">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf449">
<mml:math id="m474">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Static (St): workers keep their initial states.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf450">
<mml:math id="m475">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Model (Md): managers collect detailed information about which worker performs which task and feed back exactly which workers should switch tasks, hence reaching the goal in <inline-formula id="inf451">
<mml:math id="m476">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> steps.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>We selected these alternative strategies based on the following considerations.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf452">
<mml:math id="m477">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> St provides an extreme case where the system does not adapt, whereas RB provides the other extreme where the system adapts completely randomly.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf453">
<mml:math id="m478">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> RS resembles BB except that it only uses local state information with no higher-scale coordination.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf454">
<mml:math id="m479">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Md shows how the system adapts when accessing all available information (ground-truth).</p>
</list-item>
</list>
</p>
</sec>
<sec id="s4-4-3">
<title>4.4.3 Experiments</title>
<p>In the initial state, all workers perform <inline-formula id="inf455">
<mml:math id="m480">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf456">
<mml:math id="m481">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, whereas the goal <inline-formula id="inf457">
<mml:math id="m482">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates that they should perform <inline-formula id="inf458">
<mml:math id="m483">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf459">
<mml:math id="m484">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Experiments rely on an analytic simulation to facilitate information tracking. We employ two experimental alternatives.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf460">
<mml:math id="m485">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Probabilistic analysis <inline-formula id="inf461">
<mml:math id="m486">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">all</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all strategies considers all possible system behaviors over 50 steps. We use this to estimate probabilities for the syntactic content and pragmatic values.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf462">
<mml:math id="m487">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Concrete scenario, <inline-formula id="inf463">
<mml:math id="m488">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for BB and Md: illustrates a particular behavior over six steps (see <xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref> for BB, <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref> for Md). We use this to track semantic and pragmatic delta measures step by step.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<fig id="F10" position="float">
<label>FIGURE 10</label>
<caption>
<p>Task-distribution scenario <inline-formula id="inf1068">
<mml:math id="m1068">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using the Blackboard (BB) strategy with four workers, two mid-managers, and one top-manager, reaching goal <inline-formula id="inf1069">
<mml:math id="m1069">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1111</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from initial state <inline-formula id="inf1070">
<mml:math id="m1070">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in four steps. <bold>(a)</bold> <inline-formula id="inf1071">
<mml:math id="m1071">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(b)</bold> <inline-formula id="inf1072">
<mml:math id="m1072">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(c)</bold> <inline-formula id="inf1073">
<mml:math id="m1073">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(d)</bold> <inline-formula id="inf1074">
<mml:math id="m1074">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(e)</bold> <inline-formula id="inf1075">
<mml:math id="m1075">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <bold>(f)</bold> <inline-formula id="inf1076">
<mml:math id="m1076">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g010.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Flowcharts labeled a to f illustrate a hierarchical tree structure with three levels, S0 to S2. Each node shows values for A and &#x394;, detailing changes across time stamps t0 to t5. The goal is to achieve vg=4. Nodes at each level are interconnected, displaying varying values and changes. Time stamps indicate gradual progression towards the goal, with calculations detailed beneath each node.</alt-text>
</graphic>
</fig>
</sec>
<sec id="s4-4-4">
<title>4.4.4 Information measures</title>
<p>We define information measures through generic equations and then illustrate them in specific cases. We consider all measures for BB and Md and only syntactic content and pragmatic values for RS, RB, and St, as they lack multi-scale coordination. <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref> summarizes results for syntactic <inline-formula id="inf467">
<mml:math id="m492">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">all</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, semantic <inline-formula id="inf468">
<mml:math id="m493">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and pragmatic delta <inline-formula id="inf469">
<mml:math id="m494">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures. <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11</xref> compares pragmatic values of all strategies <inline-formula id="inf470">
<mml:math id="m495">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">all</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (see the <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref> for further results and calculations).</p>
<table-wrap id="T1" position="float">
<label>TABLE 1</label>
<caption>
<p>Information measures for the task distribution case. Syntactic content and pragmatic values rely on the probabilistic analysis of all possible behaviors via <inline-formula id="inf471">
<mml:math id="m496">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">all</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Semantic value and pragmatic delta measures are exemplified via <inline-formula id="inf472">
<mml:math id="m497">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</caption>
<table>
<thead>
<tr>
<th colspan="7" align="center">
<bold>BB: Syntactic information content</bold> <inline-formula id="inf473">
<mml:math id="m498">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<bold>, using</bold> <inline-formula id="inf474">
<mml:math id="m499">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">all</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th align="center">Var. <inline-formula id="inf475">
<mml:math id="m500">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf476">
<mml:math id="m501">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf477">
<mml:math id="m502">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody valign="top">
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf478">
<mml:math id="m503">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf479">
<mml:math id="m504">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf480">
<mml:math id="m505">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.198</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf481">
<mml:math id="m506">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf482">
<mml:math id="m507">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf483">
<mml:math id="m508">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1.198</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf484">
<mml:math id="m509">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf485">
<mml:math id="m510">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2.03</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf486">
<mml:math id="m511">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2.03</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="center">Scale <inline-formula id="inf487">
<mml:math id="m512">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf488">
<mml:math id="m513">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf489">
<mml:math id="m514">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf490">
<mml:math id="m515">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf491">
<mml:math id="m516">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf492">
<mml:math id="m517">
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4.79</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf493">
<mml:math id="m518">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf494">
<mml:math id="m519">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf495">
<mml:math id="m520">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2.396</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf496">
<mml:math id="m521">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf497">
<mml:math id="m522">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2.03</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td colspan="3" align="center">
<inline-formula id="inf498">
<mml:math id="m523">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2.03</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table>
<thead>
<tr>
<th colspan="7" align="center">
<bold>Syntactic information content for one cycle,</bold> <inline-formula id="inf499">
<mml:math id="m524">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">Strategy</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<bold>, using</bold> <inline-formula id="inf500">
<mml:math id="m525">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">all</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th align="center">Strategy</th>
<th align="center">BB</th>
<th align="center">Md</th>
<th align="center">RS</th>
<th align="center">RB</th>
<th align="center">St</th>
<th align="center">.</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center">
<inline-formula id="inf501">
<mml:math id="m526">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">strategy</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">18.248</td>
<td align="center">24</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">NA</td>
<td align="center">NA</td>
<td align="center">.</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table>
<thead>
<tr>
<th colspan="7" align="center">
<bold>Semantic information, using</bold> <inline-formula id="inf502">
<mml:math id="m527">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
<tr>
<th align="center">Measure</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf503">
<mml:math id="m528">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf504">
<mml:math id="m529">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mspace width="0.3333em"/>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf505">
<mml:math id="m530">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf506">
<mml:math id="m531">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf507">
<mml:math id="m532">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf508">
<mml:math id="m533">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>6</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center">Semantic delta BB: <inline-formula id="inf509">
<mml:math id="m534">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">12</td>
<td align="center">10</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">2</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Semantic delta Md: <inline-formula id="inf510">
<mml:math id="m535">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">16</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table>
<thead>
<tr>
<th align="center">Measure</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf511">
<mml:math id="m536">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf512">
<mml:math id="m537">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf513">
<mml:math id="m538">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf514">
<mml:math id="m539">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf515">
<mml:math id="m540">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
<th align="center">
<inline-formula id="inf516">
<mml:math id="m541">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</th>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center">Delta truth BB: <inline-formula id="inf517">
<mml:math id="m542">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf518">
<mml:math id="m543">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf519">
<mml:math id="m544">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Delta truth Md: <inline-formula id="inf520">
<mml:math id="m545">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf521">
<mml:math id="m546">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Sem. truth Val. BB: <inline-formula id="inf522">
<mml:math id="m547">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf523">
<mml:math id="m548">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">1</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf524">
<mml:math id="m549">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0.3</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Sem. truth Val. Md: <inline-formula id="inf525">
<mml:math id="m550">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf526">
<mml:math id="m551">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">1</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Sem. Effi. BB: <inline-formula id="inf527">
<mml:math id="m552">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf528">
<mml:math id="m553">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0.54</td>
<td align="center">0.018</td>
<td align="center">0.27</td>
<td align="center">0.36</td>
<td align="center">0.27</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Sem. Effi. Md: <inline-formula id="inf529">
<mml:math id="m554">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf530">
<mml:math id="m555">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0.41</td>
<td align="center">0.208</td>
<td align="center">0.208</td>
<td align="center">0.208</td>
<td align="center">0.208</td>
</tr>
</tbody>
</table>
<table>
<thead>
<tr>
<td colspan="7" align="center">
<bold>Pragmatic information, using</bold> <inline-formula id="inf531">
<mml:math id="m556">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="bold-italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Measure</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf532">
<mml:math id="m557">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf533">
<mml:math id="m558">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf534">
<mml:math id="m559">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf535">
<mml:math id="m560">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf536">
<mml:math id="m561">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf537">
<mml:math id="m562">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
</tr>
</thead>
<tbody>
<tr>
<td align="center">Prag. Scope Delta BB: <inline-formula id="inf538">
<mml:math id="m563">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">2</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Prag. Scope Delta Md: <inline-formula id="inf539">
<mml:math id="m564">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Prag. Adp. Delta BB: <inline-formula id="inf540">
<mml:math id="m565">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf541">
<mml:math id="m566">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf542">
<mml:math id="m567">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">2</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf543">
<mml:math id="m568">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
<tr>
<td align="center">Prag. Adp. Delta Md: <inline-formula id="inf544">
<mml:math id="m569">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf545">
<mml:math id="m570">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf546">
<mml:math id="m571">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">4</td>
<td align="center">
<inline-formula id="inf547">
<mml:math id="m572">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
</td>
<td align="center">0</td>
<td align="center">0</td>
</tr>
</tbody>
</table>
</table-wrap>
<fig id="F11" position="float">
<label>FIGURE 11</label>
<caption>
<p>Probabilities of goal convergence and pragmatic goal values within 50 steps from initial state <inline-formula id="inf1047">
<mml:math id="m1047">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to goal state <inline-formula id="inf1048">
<mml:math id="m1048">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1111</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for different adaptation strategies. To calculate <inline-formula id="inf1049">
<mml:math id="m1049">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>49</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we considered state values <inline-formula id="inf1050">
<mml:math id="m1050">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0.25</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <bold>(a)</bold> Probabilities to reach the goal. <bold>(b)</bold> Pragmatic goal values with correct info. <bold>(c)</bold> Efficiency of the pragmatic goal value. <bold>(d)</bold> Pragmatic goal values with error info.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g011.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Four line graphs labeled a, b, c, and d, each showing different variables over 50 steps. Graph a plots \(\rho(v_g | v_{\text{init}})\), b plots \(V_{pr,gl}\), c plots \(E_{pr,gl}\), and d plots \(V_{\text{errors } pr,gl}\). Each graph includes lines for BB (dashed blue), RS (red dotted), RB (green dashed-dot), St (cyan solid), and Md (black solid). Graph c only includes BB and Md. All graphs show BB reaching high values, while others remain relatively low.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<sec id="s4-4-4-1">
<title>4.4.4.1 Syntactic information</title>
<p>We estimate the syntactic information content <inline-formula id="inf552">
<mml:math id="m577">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> using Shannon entropy <inline-formula id="inf553">
<mml:math id="m578">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="bibr" rid="B13">Diaconescu et al., 2021b</xref>) for each agent variable. To provide an upper limit for <inline-formula id="inf554">
<mml:math id="m579">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we consider the workers&#x2019; task selections and agents&#x2019; variables <inline-formula id="inf555">
<mml:math id="m580">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf556">
<mml:math id="m581">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as independent. Furthermore, we only distinguish between collective states (at each scale) featuring different task distributions&#x2014;that is, the same number <inline-formula id="inf557">
<mml:math id="m582">
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of workers performing <inline-formula id="inf558">
<mml:math id="m583">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> regardless of their arrangements. For example, for <inline-formula id="inf559">
<mml:math id="m584">
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf560">
<mml:math id="m585">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> {0001, 0010, 0100, 1000} are equivalent, leading to <inline-formula id="inf561">
<mml:math id="m586">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf562">
<mml:math id="m587">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>For any variable <inline-formula id="inf563">
<mml:math id="m588">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> taking numerical values <inline-formula id="inf564">
<mml:math id="m589">
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with probabilities <inline-formula id="inf565">
<mml:math id="m590">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we have<disp-formula id="e26">
<mml:math id="m591">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(26)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For an entire scale <inline-formula id="inf566">
<mml:math id="m592">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the entropy is the sum of individual entropies of variables <inline-formula id="inf567">
<mml:math id="m593">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> if <inline-formula id="inf568">
<mml:math id="m594">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> have different information sources. Otherwise, <inline-formula id="inf569">
<mml:math id="m595">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the same as <inline-formula id="inf570">
<mml:math id="m596">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for all <inline-formula id="inf571">
<mml:math id="m597">
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This gives<disp-formula id="e27">
<mml:math id="m598">
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mtext>,&#x2009;if&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>has&#x2009;different&#x2009;info&#x2009;sources&#x2009;for&#x2009;each&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>e.g.&#x2009;abstraction&#x2009;from&#x2009;different&#x2009;micro</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mtext>sources</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mtext>,&#x2009;for&#x2009;any&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mtext>,&#x2009;if&#x2009;all&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mtext>&#x2009;have&#x2009;the&#x2009;same&#x2009;information&#x2009;source</mml:mtext>
<mml:mrow>
<mml:mo>(</mml:mo>
<mml:mtext>e.g.&#x2009;error&#x2009;broadcast&#x2009;from&#x2009;the&#x2009;same&#x2009;macro</mml:mtext>
<mml:mo>-</mml:mo>
<mml:mtext>source</mml:mtext>
<mml:mo>)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(27)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>We then estimate the amount of information &#x201c;lost&#x201d; or &#x201c;gained&#x201d; via inter-scale abstraction or reification:<disp-formula id="e28">
<mml:math id="m599">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>H</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(28)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For example, BB&#x2019;s abstraction flow loses <inline-formula id="inf572">
<mml:math id="m600">
<mml:mrow>
<mml:mn>25</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from <inline-formula id="inf573">
<mml:math id="m601">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf574">
<mml:math id="m602">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf575">
<mml:math id="m603">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and further, <inline-formula id="inf576">
<mml:math id="m604">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>32</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from <inline-formula id="inf577">
<mml:math id="m605">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf578">
<mml:math id="m606">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf579">
<mml:math id="m607">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.97</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. BB&#x2019;s control flow also loses <inline-formula id="inf580">
<mml:math id="m608">
<mml:mrow>
<mml:mn>41</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of information from <inline-formula id="inf581">
<mml:math id="m609">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf582">
<mml:math id="m610">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> <inline-formula id="inf583">
<mml:math id="m611">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.8</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, as different error indicators from the top-manager map to the same indicator from mid-managers (e.g., both <inline-formula id="inf584">
<mml:math id="m612">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2,0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and 3 are split into <inline-formula id="inf585">
<mml:math id="m613">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). No information is lost from <inline-formula id="inf586">
<mml:math id="m614">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf587">
<mml:math id="m615">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as mid-managers broadcast to workers. In contrast, Md loses no information in either state, and it controls flows.</p>
<p>In all cases, resource use depends on the number of variables at each scale:<disp-formula id="e29">
<mml:math id="m616">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(29)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For BB, the control flow&#x2019;s resource usage is larger than its information content: <inline-formula id="inf588">
<mml:math id="m617">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>H</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>). It gains <inline-formula id="inf589">
<mml:math id="m618">
<mml:mrow>
<mml:mn>18</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in syntactic content from <inline-formula id="inf590">
<mml:math id="m619">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf591">
<mml:math id="m620">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf592">
<mml:math id="m621">
<mml:mrow>
<mml:mn>99.9</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from <inline-formula id="inf593">
<mml:math id="m622">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf594">
<mml:math id="m623">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Finally, we consider the syntactic content of an entire feedback cycle (see <xref ref-type="table" rid="T1">Table 1</xref>):<disp-formula id="e30">
<mml:math id="m624">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>02</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(30)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s4-4-4-2">
<title>4.4.4.2 Semantic information</title>
<p>The semantic delta <inline-formula id="inf595">
<mml:math id="m625">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of an agent&#x2019;s variable <inline-formula id="inf596">
<mml:math id="m626">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures changes in its numerical values. For one step, we have<disp-formula id="e31">
<mml:math id="m627">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(31)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>For the entire system,<disp-formula id="e32">
<mml:math id="m628">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(32)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Using <inline-formula id="inf597">
<mml:math id="m629">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="fig" rid="F10">Figure 10</xref>), <inline-formula id="inf598">
<mml:math id="m630">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, gives the subsequent measures: <inline-formula id="inf599">
<mml:math id="m631">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4,12,10,4,2,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (see full details in <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref>). Hence, BB&#x2019;s knowledge changes during adaptation <inline-formula id="inf600">
<mml:math id="m632">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>04</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> then stabilizes when the goal is reached <inline-formula id="inf601">
<mml:math id="m633">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>5</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Md features <inline-formula id="inf602">
<mml:math id="m634">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4,16,0,0,0,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, indicating larger, more rapid knowledge changes as Md converges more rapidly towards the goal.</p>
<p>We calculate the semantic truth value <inline-formula id="inf603">
<mml:math id="m635">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> based on three steps. We focus on <inline-formula id="inf604">
<mml:math id="m636">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for managers&#x2019; control flows to highlight the difference between their knowledge (leading to workers&#x2019; adaptation) and the workers&#x2019; actual state at <inline-formula id="inf605">
<mml:math id="m637">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>First, we estimate the <italic>delta of truth</italic> <inline-formula id="inf606">
<mml:math id="m638">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf607">
<mml:math id="m639">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as the difference between the managers&#x2019; estimated error <inline-formula id="inf608">
<mml:math id="m640">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the workers&#x2019; actual error to the goal <inline-formula id="inf609">
<mml:math id="m641">
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e33">
<mml:math id="m642">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mtext>,s&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mo>&#x3e;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(33)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e34">
<mml:math id="m643">
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(34)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e35">
<mml:math id="m644">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(35)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>We consider <inline-formula id="inf610">
<mml:math id="m645">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> when <inline-formula id="inf611">
<mml:math id="m646">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf612">
<mml:math id="m647">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>01</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>Using <inline-formula id="inf613">
<mml:math id="m648">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf614">
<mml:math id="m649">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we obtain for BB <inline-formula id="inf615">
<mml:math id="m650">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4,0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2,0,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and for Md <inline-formula id="inf616">
<mml:math id="m651">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4,0,0,0,0,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. These differences are due to communication delays. As above, they occur during the adaptation period (shorter for Md).</p>
<p>Second, we assign values <inline-formula id="inf617">
<mml:math id="m652">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to different knowledge states, depending on their distance to the truth:<disp-formula id="e36">
<mml:math id="m653">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(36)</label>
</disp-formula>With <inline-formula id="inf618">
<mml:math id="m654">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> the maximum <inline-formula id="inf619">
<mml:math id="m655">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in our case.</p>
<p>Maximum <inline-formula id="inf620">
<mml:math id="m656">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates no difference to truth, and minimum <inline-formula id="inf621">
<mml:math id="m657">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> the largest difference. This gives, for BB, <inline-formula id="inf622">
<mml:math id="m658">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0,1,0.5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and for Md, <inline-formula id="inf623">
<mml:math id="m659">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0,1,1,1,1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We note that, due to delays, <inline-formula id="inf624">
<mml:math id="m660">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> becomes 1 (highest) when the system undergoes no adaptation and <inline-formula id="inf625">
<mml:math id="m661">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2264;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (lower) otherwise.</p>
<p>Third, we calculate <inline-formula id="inf626">
<mml:math id="m662">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e37">
<mml:math id="m663">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mi mathvariant="bold">N</mml:mi>
<mml:mi mathvariant="bold">A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x003D;</mml:mo>
<mml:mo>&#x003D;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>&#x2228;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x003D;</mml:mo>
<mml:mo>&#x003D;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn mathvariant="bold">0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2009;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mtext>&#x2009;to&#x2009;</mml:mtext>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x003D;</mml:mo>
<mml:mo>&#x003D;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(37)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>We have <inline-formula id="inf627">
<mml:math id="m664">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (neutral) if knowledge was unavailable at <inline-formula id="inf628">
<mml:math id="m665">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-1 or remained unchanged from <inline-formula id="inf629">
<mml:math id="m666">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>-1 to <inline-formula id="inf630">
<mml:math id="m667">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf631">
<mml:math id="m668">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (positive) if <inline-formula id="inf632">
<mml:math id="m669">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> increased (closer to truth), and <inline-formula id="inf633">
<mml:math id="m670">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1,0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (negative) if <inline-formula id="inf634">
<mml:math id="m671">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> decreased (farther from truth). As before, fluctuations are due to estimation lags and neutral values to stable states.</p>
<p>We estimate the efficiency of the semantic truth value <inline-formula id="inf635">
<mml:math id="m672">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> based on the resources required through a feedback cycle <inline-formula id="inf636">
<mml:math id="m673">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<xref ref-type="disp-formula" rid="e30">Equation 30</xref>):<disp-formula id="e38">
<mml:math id="m674">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>O</mml:mi>
<mml:mi>b</mml:mi>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>/</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(38)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>We normalize <inline-formula id="inf637">
<mml:math id="m675">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to fit the interval [0,1] and to indicate better efficiency for higher <inline-formula id="inf638">
<mml:math id="m676">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and lower <inline-formula id="inf639">
<mml:math id="m677">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and worse efficiency for worse <inline-formula id="inf640">
<mml:math id="m678">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and higher <inline-formula id="inf641">
<mml:math id="m679">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We employ a scaling factor <inline-formula id="inf642">
<mml:math id="m680">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for readability reasons. We note that BB features <inline-formula id="inf643">
<mml:math id="m681">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>31.5</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> better efficiency than Md for the same <inline-formula id="inf644">
<mml:math id="m682">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> values, as Md uses <inline-formula id="inf645">
<mml:math id="m683">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>31.5</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> more resources than BB.</p>
<sec id="s4-4-4-2-1">
<title>4.4.4.2.1 Pragmatic information</title>
<p>We focus on evaluating how mid-managers&#x2019; control of information <inline-formula id="inf646">
<mml:math id="m684">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> influences workers&#x2019; adaptations <inline-formula id="inf647">
<mml:math id="m685">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">act</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> toward the goal <inline-formula id="inf648">
<mml:math id="m686">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>We consider two types of pragmatic delta <inline-formula id="inf649">
<mml:math id="m687">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for worker changes.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf650">
<mml:math id="m688">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Pragmatic scope delta <inline-formula id="inf651">
<mml:math id="m689">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: changes in the scope of possible adaptations <inline-formula id="inf652">
<mml:math id="m690">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">act</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf653">
<mml:math id="m691">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Pragmatic adaptation delta <inline-formula id="inf654">
<mml:math id="m692">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>: changes in the magnitude of actual adaptations <inline-formula id="inf655">
<mml:math id="m693">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>The pragmatic scope delta <inline-formula id="inf656">
<mml:math id="m694">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures how the number of adaptation actions <inline-formula id="inf657">
<mml:math id="m695">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">act</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> changes when workers receive <inline-formula id="inf658">
<mml:math id="m696">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> or not:<disp-formula id="e39">
<mml:math id="m697">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">act</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">act</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(39)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>In BB and Md, workers may only switch tasks when receiving control information; otherwise they stay idle. Hence, no information implies <inline-formula id="inf659">
<mml:math id="m698">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">act</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>I</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and received information implies <inline-formula id="inf660">
<mml:math id="m699">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">act</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> if the worker switches, and <inline-formula id="inf661">
<mml:math id="m700">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">act</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> otherwise. Positive <inline-formula id="inf662">
<mml:math id="m701">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> means that information increases the number of potential adaptations, and negative <inline-formula id="inf663">
<mml:math id="m702">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> that it reduces them.</p>
<p>In <inline-formula id="inf664">
<mml:math id="m703">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf665">
<mml:math id="m704">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we have <inline-formula id="inf666">
<mml:math id="m705">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0,0,4,2,0,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. These correspond to workers&#x2019; potential adaptations at <inline-formula id="inf667">
<mml:math id="m706">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf668">
<mml:math id="m707">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (see pink circles in <xref ref-type="fig" rid="F10">Figures 10c,d</xref>). For Md, we have <inline-formula id="inf669">
<mml:math id="m708">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0,0,4,0,0,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, indicating that all adaptations occur at <inline-formula id="inf670">
<mml:math id="m709">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The pragmatic adaptation delta <inline-formula id="inf671">
<mml:math id="m710">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> measures actual adaptation differences between <inline-formula id="inf672">
<mml:math id="m711">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf673">
<mml:math id="m712">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e40">
<mml:math id="m713">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>j</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(40)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Here, <inline-formula id="inf674">
<mml:math id="m714">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> if worker <inline-formula id="inf675">
<mml:math id="m715">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> switches tasks, and <inline-formula id="inf676">
<mml:math id="m716">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>j</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> otherwise.</p>
<p>In <inline-formula id="inf677">
<mml:math id="m717">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">scenario</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf678">
<mml:math id="m718">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>05</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we have <inline-formula id="inf679">
<mml:math id="m719">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>2,0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf680">
<mml:math id="m720">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>N</mml:mi>
<mml:mi>A</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>4,0,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This indicates that adaptation happens progressively for BB (<inline-formula id="inf681">
<mml:math id="m721">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf682">
<mml:math id="m722">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) and all at once for Md <inline-formula id="inf683">
<mml:math id="m723">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>We estimate the pragmatic goal value <inline-formula id="inf684">
<mml:math id="m724">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of information based on the likelihood that strategies bring the task distribution toward the goal <inline-formula id="inf685">
<mml:math id="m725">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. We calculate <inline-formula id="inf686">
<mml:math id="m726">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in three steps, as follows.<list list-type="simple">
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf687">
<mml:math id="m727">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Assign a state value <inline-formula id="inf688">
<mml:math id="m728">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to each task-distribution state <inline-formula id="inf689">
<mml:math id="m729">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf690">
<mml:math id="m730">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Assign a pragmatic adaptation value <inline-formula id="inf691">
<mml:math id="m731">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to each state, based on its potential to adapt into more valuable states (closer to the goal).</p>
</list-item>
<list-item>
<p>
<inline-formula id="inf692">
<mml:math id="m732">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2022;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> Calculate the pragmatic goal value <inline-formula id="inf693">
<mml:math id="m733">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> based on the above adaptation value, current state value, and ability to maintain the goal once reached.</p>
</list-item>
</list>
</p>
<p>We assign state values <inline-formula id="inf694">
<mml:math id="m734">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to different task distribution groups <inline-formula id="inf695">
<mml:math id="m735">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (<inline-formula id="inf696">
<mml:math id="m736">
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> the number of workers executing <inline-formula id="inf697">
<mml:math id="m737">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) depending on their distance from <inline-formula id="inf698">
<mml:math id="m738">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <inline-formula id="inf699">
<mml:math id="m739">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the highest value (goal reached) and 0 the lowest. Concretely, we set <inline-formula id="inf700">
<mml:math id="m740">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0.25</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, meaning that <inline-formula id="inf701">
<mml:math id="m741">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf702">
<mml:math id="m742">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.25</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf703">
<mml:math id="m743">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf704">
<mml:math id="m744">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.75</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf705">
<mml:math id="m745">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>We evaluate the pragmatic adaptation value <inline-formula id="inf706">
<mml:math id="m746">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> based on the workers&#x2019; probability to adapt from their present state <inline-formula id="inf707">
<mml:math id="m747">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to all possible states <inline-formula id="inf708">
<mml:math id="m748">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> within <inline-formula id="inf709">
<mml:math id="m749">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> steps. We weight this state-transition probability <inline-formula id="inf710">
<mml:math id="m750">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> by the state value <inline-formula id="inf711">
<mml:math id="m751">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of each adapted state <inline-formula id="inf712">
<mml:math id="m752">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This gives<disp-formula id="e41">
<mml:math id="m753">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munder>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>:</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:munder>
</mml:mstyle>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>w</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(41)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>We start from state <inline-formula id="inf713">
<mml:math id="m754">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and aim for <inline-formula id="inf714">
<mml:math id="m755">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1111</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Thus, state-transition probabilities are the likelihood that workers switch from <inline-formula id="inf715">
<mml:math id="m756">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to <inline-formula id="inf716">
<mml:math id="m757">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at each step (for details, see <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref>). For BB, this gives the stochastic matrix <inline-formula id="inf717">
<mml:math id="m758">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for one step, with states <inline-formula id="inf718">
<mml:math id="m759">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>z</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">{</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0000,0001,0011,0111,1111</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">}</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from left to right (columns) and top-down (rows):<disp-formula id="e42">
<mml:math id="m760">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="[" close="]">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="matrix">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.522</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.3684</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0975</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0114</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn mathvariant="bold">0.0005</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.6141</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.3251</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0573</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0034</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.723</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.255</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.0225</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.85</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0.15</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
<mml:mtd columnalign="center">
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(42)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The likelihood that BB reaches the goal in one step is 0.0005. We can then obtain state-transition probabilities over <inline-formula id="inf719">
<mml:math id="m761">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> steps via <inline-formula id="inf720">
<mml:math id="m762">
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo movablelimits="false" form="prefix">&#x220f;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11a</xref> shows the probabilities of reaching the goal in <inline-formula id="inf721">
<mml:math id="m763">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>050</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> steps (cf. <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref> for corresponding <inline-formula id="inf722">
<mml:math id="m764">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> values and calculations).</p>
<p>Finally, we assess the pragmatic goal value <inline-formula id="inf723">
<mml:math id="m765">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> considering progress between the current state&#x2019;s value <inline-formula id="inf724">
<mml:math id="m766">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and its pragmatic adaptation value <inline-formula id="inf725">
<mml:math id="m767">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and the system&#x2019;s ability to maintain the goal <inline-formula id="inf726">
<mml:math id="m768">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>:<disp-formula id="e43">
<mml:math id="m769">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="aligned">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">goal&#x2212;keep</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">goal&#x2212;keep</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfenced open="{" close="">
<mml:mrow>
<mml:mtable class="cases">
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mtext>,&#x2009;if&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2003;</mml:mo>
<mml:mtext>,&#x2009;if&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3c;</mml:mo>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mspace width="1em"/>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
<mml:mtr>
<mml:mtd columnalign="right"/>
<mml:mtd columnalign="left">
<mml:mtext>considering&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mspace width="2em"/>
<mml:mtext>&#x2009;,&#x2009;if&#x2009;</mml:mtext>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">goal&#x2212;keep</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x003D;</mml:mo>
<mml:mo>&#x003D;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mtd>
</mml:mtr>
</mml:mtable>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(43)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The maximum value <inline-formula id="inf727">
<mml:math id="m770">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> occurs when the system is sure to reach <inline-formula id="inf728">
<mml:math id="m771">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, from the least valuable state, within <inline-formula id="inf729">
<mml:math id="m772">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> steps and then maintain it, <inline-formula id="inf730">
<mml:math id="m773">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Minimum value <inline-formula id="inf731">
<mml:math id="m774">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> occurs when the system is sure to regress from <inline-formula id="inf732">
<mml:math id="m775">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to the least valuable state.</p>
<p>Using <inline-formula id="inf733">
<mml:math id="m776">
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">all</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11b</xref> compares <inline-formula id="inf734">
<mml:math id="m777">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> results for different strategies over <inline-formula id="inf735">
<mml:math id="m778">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>050</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> steps. BB has a low pragmatic goal value <inline-formula id="inf736">
<mml:math id="m779">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.15</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf737">
<mml:math id="m780">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, yet this increases to <inline-formula id="inf738">
<mml:math id="m781">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.72</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf739">
<mml:math id="m782">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>10</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf740">
<mml:math id="m783">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.94</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf741">
<mml:math id="m784">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf742">
<mml:math id="m785">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>0.98</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at <inline-formula id="inf743">
<mml:math id="m786">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>30</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As BB maintains the goal and the initial state value is <inline-formula id="inf744">
<mml:math id="m787">
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0000</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we have <inline-formula id="inf745">
<mml:math id="m788">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>B</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf746">
<mml:math id="m789">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2200;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. Md reaches the goal in <inline-formula id="inf747">
<mml:math id="m790">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2212;1 steps and maintains it, hence <inline-formula id="inf748">
<mml:math id="m791">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for <inline-formula id="inf749">
<mml:math id="m792">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. St does not adapt, hence <inline-formula id="inf750">
<mml:math id="m793">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf751">
<mml:math id="m794">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2200;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. RB and RS adapt randomly and are further penalized for not maintaining the goal (i.e., <inline-formula id="inf752">
<mml:math id="m795">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">goal&#x2212;keep</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">goal&#x2212;keep</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>1.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>). RB features a constant <inline-formula id="inf753">
<mml:math id="m796">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
<mml:mi>B</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0.33</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and RS converges to the same value after <inline-formula id="inf754">
<mml:math id="m797">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2265;</mml:mo>
<mml:mn>20</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>To emphasize the role of multi-scale information flows separately from their processing strategies, we introduce an error for BB and Md: worker <inline-formula id="inf755">
<mml:math id="m798">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> always reports state <inline-formula id="inf756">
<mml:math id="m799">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>v</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, regardless of its actual state. <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11d</xref> shows the impact on <inline-formula id="inf757">
<mml:math id="m800">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. RS, RB, and St remain unaffected as they do not employ multi-scale flows. Md loses <inline-formula id="inf758">
<mml:math id="m801">
<mml:mrow>
<mml:mn>25</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> of its <inline-formula id="inf759">
<mml:math id="m802">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and BB <inline-formula id="inf760">
<mml:math id="m803">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>23</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. This is proportional to the <inline-formula id="inf761">
<mml:math id="m804">
<mml:mrow>
<mml:mn>25</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> information error from <inline-formula id="inf762">
<mml:math id="m805">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>k</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>a</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with BB slightly less sensitive than Md.</p>
<p>We assess the efficiency of the pragmatic goal value <inline-formula id="inf763">
<mml:math id="m806">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> considering required resources over <inline-formula id="inf764">
<mml:math id="m807">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> steps:<disp-formula id="e44">
<mml:math id="m808">
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2192;</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2217;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,cycle</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(44)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>This gives the pragmatic efficiency values in <xref ref-type="fig" rid="F11">Figure 11c</xref>. Md surpasses BB in efficiency as it converges faster, yet as BB consumes less resources to maintain the goal, it will become slightly more efficient than Md over the longer term (<inline-formula id="inf765">
<mml:math id="m809">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2248;</mml:mo>
<mml:mn>16</mml:mn>
<mml:mi>%</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> more by step 50).</p>
</sec>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-5">
<title>4.5 Hierarchical oscillators</title>
<sec id="s4-5-1">
<title>4.5.1 Model description</title>
<p>This case study is based on the model of coupled biochemical oscillators in <xref ref-type="bibr" rid="B29">Kim et al. (2010)</xref>, which was extended to a hierarchy of oscillators in <xref ref-type="bibr" rid="B38">Mellodge et al. (2021)</xref>. Coupled biochemical oscillators are observed throughout many systems in nature (e.g., cellular processes involving circadian rhythms). A single oscillator consists of two interacting components <inline-formula id="inf766">
<mml:math id="m810">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf767">
<mml:math id="m811">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> (e.g., mRNA and protein) in which <inline-formula id="inf768">
<mml:math id="m812">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> inhibits its own synthesis while promoting that of <inline-formula id="inf769">
<mml:math id="m813">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and <inline-formula id="inf770">
<mml:math id="m814">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> inhibits its own and <inline-formula id="inf771">
<mml:math id="m815">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>&#x2019;s synthesis, resulting in a feedback relationship within a single oscillator that induces oscillations in the concentrations of both under appropriate conditions. The interaction is modeled using differential equations that describe the concentrations in the <inline-formula id="inf772">
<mml:math id="m816">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf773">
<mml:math id="m817">
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> components. For coupled biochemical oscillators, the pair of oscillators are coupled by a connection between their <inline-formula id="inf774">
<mml:math id="m818">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> components. There are two types of coupling: double-positive (PP), in which each <inline-formula id="inf775">
<mml:math id="m819">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> promotes the synthesis of the other, and double-negative (NN), in which each <inline-formula id="inf776">
<mml:math id="m820">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> inhibits the synthesis of the other. The interactions have two parameters: coupling strength <inline-formula id="inf777">
<mml:math id="m821">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> between the two <inline-formula id="inf778">
<mml:math id="m822">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>s and communication time delay <inline-formula id="inf779">
<mml:math id="m823">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> associated with their interaction. It was shown in <xref ref-type="bibr" rid="B29">Kim et al. (2010)</xref> that the different types of coupling and the different values of <inline-formula id="inf780">
<mml:math id="m824">
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf781">
<mml:math id="m825">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> result in different behaviors (synchronized oscillation, unsynchronized oscillation, and no oscillation).</p>
<p>For the hierarchical oscillator system, the differential equation model from <xref ref-type="bibr" rid="B29">Kim et al. (2010)</xref> was extended to form multiple scales of oscillators that communicate their <inline-formula id="inf782">
<mml:math id="m826">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration levels to each other (<xref ref-type="fig" rid="F12">Figure 12</xref>). The interactions are modeled by a system of coupled differential equations:<disp-formula id="e45">
<mml:math id="m827">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(45)</label>
</disp-formula>
<disp-formula id="e46">
<mml:math id="m828">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>3</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>0.5</mml:mn>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(46)</label>
</disp-formula>where<disp-formula id="e47">
<mml:math id="m829">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(47)</label>
</disp-formula>and <inline-formula id="inf783">
<mml:math id="m830">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> denotes the mean <inline-formula id="inf784">
<mml:math id="m831">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration taken over the children of <inline-formula id="inf785">
<mml:math id="m832">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf786">
<mml:math id="m833">
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf787">
<mml:math id="m834">
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of scales; <inline-formula id="inf788">
<mml:math id="m835">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:mo>.</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, where <inline-formula id="inf789">
<mml:math id="m836">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the number of oscillators at scale <inline-formula id="inf790">
<mml:math id="m837">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf791">
<mml:math id="m838">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the position of the parent of <inline-formula id="inf792">
<mml:math id="m839">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>; <inline-formula id="inf793">
<mml:math id="m840">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the coupling strength; <inline-formula id="inf794">
<mml:math id="m841">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the time delay; <inline-formula id="inf795">
<mml:math id="m842">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is a factor that sets the weight given to information from above or below. Parameters <inline-formula id="inf796">
<mml:math id="m843">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf797">
<mml:math id="m844">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are constant across a scale, and <inline-formula id="inf798">
<mml:math id="m845">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is constant across the system. <inline-formula id="inf799">
<mml:math id="m846">
<mml:mrow>
<mml:mi>P</mml:mi>
<mml:mi>P</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is set to 1 for PP type coupling and 0 for NN type coupling.</p>
<fig id="F12" position="float">
<label>FIGURE 12</label>
<caption>
<p>Hierarchical oscillator system with three scales. Each oscillator is an <inline-formula id="inf1051">
<mml:math id="m1051">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>Y</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> pair and communication across scales by means of <inline-formula id="inf1052">
<mml:math id="m1052">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration values.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g012.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Hierarchical directed graph illustrating a tree structure with layers of nodes labeled as X and Y, each indicating a level and position. Arrows represent directional dependencies among nodes, with distinct colors for different types of connections.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>In this system, communication occurs across scales only (i.e., oscillators at a given scale do not communicate directly with each other). The abstracted information contained in oscillator <inline-formula id="inf802">
<mml:math id="m849">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at scale <inline-formula id="inf803">
<mml:math id="m850">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the average <inline-formula id="inf804">
<mml:math id="m851">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration of its children oscillators in <inline-formula id="inf805">
<mml:math id="m852">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and is given by <inline-formula id="inf806">
<mml:math id="m853">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x22c5;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The control information received by oscillator <inline-formula id="inf807">
<mml:math id="m854">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <inline-formula id="inf808">
<mml:math id="m855">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the <inline-formula id="inf809">
<mml:math id="m856">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration of its parent oscillator in <inline-formula id="inf810">
<mml:math id="m857">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which impacts the <inline-formula id="inf811">
<mml:math id="m858">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration of oscillator <inline-formula id="inf812">
<mml:math id="m859">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> through <xref ref-type="disp-formula" rid="e45">Equation 45</xref>. The function <inline-formula id="inf813">
<mml:math id="m860">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <xref ref-type="disp-formula" rid="e47">Equation 47</xref> shows how both the abstracted and reified information impact the behavior of oscillator <inline-formula id="inf814">
<mml:math id="m861">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> in <inline-formula id="inf815">
<mml:math id="m862">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with <inline-formula id="inf816">
<mml:math id="m863">
<mml:mrow>
<mml:mi>W</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> controlling the relative importance of both types of information. For the top and bottom scales, <inline-formula id="inf817">
<mml:math id="m864">
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is modified to eliminate the first and second terms, respectively, due to a lack of reified information from above and lack of aggregated information from below. Communication between oscillators happens through multiple feedback loops in which the <inline-formula id="inf818">
<mml:math id="m865">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration is collected from the immediate lower scale as averages, combined with the average from the immediate higher scale and sent back down as <inline-formula id="inf819">
<mml:math id="m866">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration with an associated time delay <inline-formula id="inf820">
<mml:math id="m867">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. As in the case of a single pair of coupled oscillators, the behavior of the hierarchical system can achieve three steady-state conditions: synchronized oscillation, unsynchronized oscillation, and no oscillation. The overall goal is for the system to synchronize oscillators at the bottom scale.</p>
</sec>
<sec id="s4-5-2">
<title>4.5.2 Comparison strategies</title>
<p>To illustrate the information measures, we focus on two HO systems, both of which use NN type coupling but have two different scales (two- and three-scale). Both systems have four oscillators at the bottom scale <inline-formula id="inf821">
<mml:math id="m868">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The two-scale system has one oscillator at <inline-formula id="inf822">
<mml:math id="m869">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> which receives the average of the four oscillators in <inline-formula id="inf823">
<mml:math id="m870">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The three-scale system (<xref ref-type="fig" rid="F12">Figure 12</xref>) contains two oscillators in <inline-formula id="inf824">
<mml:math id="m871">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and one in <inline-formula id="inf825">
<mml:math id="m872">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and each oscillator receives the average <inline-formula id="inf826">
<mml:math id="m873">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration of its two children. Thus, the three-scale system breaks down the averaging into two steps, resulting in more delay in its structure since each oscillator at <inline-formula id="inf827">
<mml:math id="m874">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf828">
<mml:math id="m875">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> passes down reified information with delay <inline-formula id="inf829">
<mml:math id="m876">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The system is simulated using a time-delay ordinary differential equations (ODE) solver (details in <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref>). The initial <inline-formula id="inf830">
<mml:math id="m877">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations of the bottom scale oscillators are set to 0.2, 0.4, 0.6, and 0.8. The remaining oscillators are initialized to be the average values of their children. As a result, the results are deterministic, and one 300-s simulation is run for each system to allow for direct comparison between the two system structures. Parameters <inline-formula id="inf831">
<mml:math id="m878">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>F</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf832">
<mml:math id="m879">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> were chosen so that the system achieved synchronized oscillation. Due to space constraints, the cases of unsynchronized or no oscillation are not considered.</p>
<p>To calculate <inline-formula id="inf833">
<mml:math id="m880">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, we assume that oscillators in <inline-formula id="inf834">
<mml:math id="m881">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> have uniformly distributed <inline-formula id="inf835">
<mml:math id="m882">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations on the interval [0,1], which represents the most random situation. The probability distributions at the higher scales are calculated using the Bates distribution. Integration for <inline-formula id="inf836">
<mml:math id="m883">
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is carried out numerically using the trapezoidal rule (for details, see <xref ref-type="sec" rid="s12">Supplementary Material</xref>).</p>
</sec>
<sec id="s4-5-3">
<title>4.5.3 Information measures</title>
<sec id="s4-5-3-1">
<title>4.5.3.1 Calculations</title>
<p>Since the HO system is modeled using differential equations which are continuous-time descriptions of the system behavior, the measures which use comparisons between <inline-formula id="inf837">
<mml:math id="m884">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf838">
<mml:math id="m885">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3b8;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are calculated using derivatives in this case study.</p>
<sec id="s4-5-3-1-1">
<title>4.5.3.1.1 Syntactic information</title>
<p>Due to the continuous nature of <inline-formula id="inf839">
<mml:math id="m886">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations, syntactic information content cannot be calculated as in the other case studies using Shannon entropy or memory usage. Instead, we use a common entropy measure for continuous valued random variables, Jensen&#x2013;Shannon (JS) divergence, between probability distributions <inline-formula id="inf840">
<mml:math id="m887">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf841">
<mml:math id="m888">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> as defined in <xref ref-type="disp-formula" rid="e48">Equation 48</xref> (<xref ref-type="bibr" rid="B37">Lin, 1991</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B44">Nielsen, 2019</xref>):<disp-formula id="e48">
<mml:math id="m889">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(48)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf842">
<mml:math id="m890">
<mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mover accent="true">
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x304;</mml:mo>
</mml:mover>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and <inline-formula id="inf843">
<mml:math id="m891">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the Kullback&#x2013;Leibler (KL) divergence (<xref ref-type="bibr" rid="B33">Kullback and Leibler, 1951</xref>):<disp-formula id="e49">
<mml:math id="m892">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>K</mml:mi>
<mml:mi>L</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>q</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x222b;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mi>log</mml:mi>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>q</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>x</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>x</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(49)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf844">
<mml:math id="m893">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c7;</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is the support of <inline-formula id="inf845">
<mml:math id="m894">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.</p>
<p>The JS divergence provides a metric to measure the difference between probability distributions. <inline-formula id="inf846">
<mml:math id="m895">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>log</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with <inline-formula id="inf847">
<mml:math id="m896">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates that the two distributions are identical, and higher values indicate they are more dissimilar. We use <inline-formula id="inf848">
<mml:math id="m897">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> to calculate the amount of information contained in oscillator <inline-formula id="inf849">
<mml:math id="m898">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at scale <inline-formula id="inf850">
<mml:math id="m899">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> compared to uniform distribution <inline-formula id="inf851">
<mml:math id="m900">
<mml:mrow>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. That is, the syntactic information for any given oscillator is calculated as<disp-formula id="e50">
<mml:math id="m901">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>D</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>J</mml:mi>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>f</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x2016;</mml:mo>
<mml:mi>U</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>log</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(50)</label>
</disp-formula>Using this definition, <inline-formula id="inf852">
<mml:math id="m902">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2208;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">[</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>0,1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">]</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, with values of 0 and 1 indicating the minimum and maximum amount of information, respectively. Syntactic information content for the system <inline-formula id="inf853">
<mml:math id="m903">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated as the sum of <inline-formula id="inf854">
<mml:math id="m904">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> over all oscillators at all scales in the hierarchy.<disp-formula id="e51">
<mml:math id="m905">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>M</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(51)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s4-5-3-1-2">
<title>4.5.3.1.2 Semantic information</title>
<p>This case study does not involve changes to the differential equation model itself, so the semantic delta measures how much change there is to the knowledge <inline-formula id="inf855">
<mml:math id="m906">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> being used by oscillator <inline-formula id="inf856">
<mml:math id="m907">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> at scale <inline-formula id="inf857">
<mml:math id="m908">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>S</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. For the lowest scale of oscillators, <inline-formula id="inf858">
<mml:math id="m909">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x393;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, the average <inline-formula id="inf859">
<mml:math id="m910">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration passed down to oscillator <inline-formula id="inf860">
<mml:math id="m911">
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> from its parent <inline-formula id="inf861">
<mml:math id="m912">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with a delay of <inline-formula id="inf862">
<mml:math id="m913">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e52">
<mml:math id="m914">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(52)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>The <italic>ground truth</italic> <inline-formula id="inf863">
<mml:math id="m915">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for the system is the average <inline-formula id="inf864">
<mml:math id="m916">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration among all oscillators at the lowest scale, which is calculated as<disp-formula id="e53">
<mml:math id="m917">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(53)</label>
</disp-formula>The semantic truth value is then calculated as<disp-formula id="e54">
<mml:math id="m918">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="|" close="|">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3c4;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(54)</label>
</disp-formula>The efficiency is calculated by dividing the semantic truth value by <inline-formula id="inf865">
<mml:math id="m919">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e55">
<mml:math id="m920">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn,tot</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(55)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
<sec id="s4-5-3-1-3">
<title>4.5.3.1.3 Pragmatic information</title>
<p>An action taken by an oscillator is to change its <inline-formula id="inf866">
<mml:math id="m921">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentration based on the micro- and/or macro-information it receives about <inline-formula id="inf867">
<mml:math id="m922">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations in the overall system, with the scope of this information determined by its location in the hierarchy. Thus, the numerical value of the action is calculated using <xref ref-type="disp-formula" rid="e45">Equation 45</xref>, and the pragmatic delta <inline-formula id="inf868">
<mml:math id="m923">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is calculated as<disp-formula id="e56">
<mml:math id="m924">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(56)</label>
</disp-formula>
</p>
<p>Since the goal is to achieve synchronized oscillation at the lowest scale, the result is identical concentrations of <inline-formula id="inf869">
<mml:math id="m925">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> among these oscillators at every moment <inline-formula id="inf870">
<mml:math id="m926">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. The distance from this goal, or <italic>delta of goal</italic> <inline-formula id="inf871">
<mml:math id="m927">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, is the variance of <inline-formula id="inf872">
<mml:math id="m928">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, and its negative derivative is the pragmatic goal value <inline-formula id="inf873">
<mml:math id="m929">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e57">
<mml:math id="m930">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:mstyle displaystyle="true">
<mml:munderover>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:munderover>
</mml:mstyle>
<mml:msup>
<mml:mrow>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msup>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(57)</label>
</disp-formula>where <inline-formula id="inf874">
<mml:math id="m931">
<mml:mrow>
<mml:mi>&#x3bc;</mml:mi>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
<mml:msubsup>
<mml:mrow>
<mml:mo>&#x2211;</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>i</mml:mi>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x2212;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:msubsup>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mn>0</mml:mn>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>
<disp-formula id="e58">
<mml:math id="m932">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(58)</label>
</disp-formula>The efficiency is calculated by dividing the pragmatic goal value by <inline-formula id="inf875">
<mml:math id="m933">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>.<disp-formula id="e59">
<mml:math id="m934">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mfrac>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mfenced open="(" close=")">
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:mfenced>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:mfrac>
</mml:mrow>
</mml:math>
<label>(59)</label>
</disp-formula>
</p>
</sec>
</sec>
<sec id="s4-5-3-2">
<title>4.5.3.2 Results</title>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F13">Figure 13</xref> shows <inline-formula id="inf876">
<mml:math id="m935">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> results for the two HO systems under study. The three plots in the middle represent the probability density functions at each scale. For the three-scale system, the oscillators at the middle scale receive the average of the two children oscillators below it, resulting in a triangle distribution as shown in the middle plot. The highest scale oscillator receives the average of the two oscillators below it with triangle distributions, which is equivalent to the average of the four uniform distributions at the bottom scale. The values for <inline-formula id="inf877">
<mml:math id="m936">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>y</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>n</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>i</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> are shown for each of the three scales. <inline-formula id="inf878">
<mml:math id="m937">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is obtained by summing the values. Thus, for the three-scale system, <inline-formula id="inf879">
<mml:math id="m938">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>2</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>0.9271</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.7917</mml:mn>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>6.6459</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, while for the two-scale system <inline-formula id="inf880">
<mml:math id="m939">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">syn</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mn>4</mml:mn>
<mml:mo>&#xd7;</mml:mo>
<mml:mn>1</mml:mn>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
<mml:mo>&#x2b;</mml:mo>
<mml:mn>0.7917</mml:mn>
<mml:mo>&#x3d;</mml:mo>
<mml:mn>4.7917</mml:mn>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. These values indicate that more information is contained in the three- than the two-scale system, making the latter a more efficient structure for achieving the same result.</p>
<fig id="F13" position="float">
<label>FIGURE 13</label>
<caption>
<p>Calculated values for syntactic information. Left side of the figure depicts the three-scale system, right side depicts two-scale system.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g013.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Line graphs showing three different functions \( f_2 \), \( f_1 \), and \( f_0 \) plotted against X concentration. Arrows and equations indicate synchronization coefficients: \( c_{\text{syn2,0}} = 0.7917 \), \( c_{\text{syn1,i}} = 0.9271 \), and \( c_{\text{syn0,i}} = 1 \). Tree diagrams illustrate hierarchical structures labeled \( S_2 \), \( S_1 \), and \( S_0 \) above the plots.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F14">Figure 14a</xref> shows the <inline-formula id="inf881">
<mml:math id="m940">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations for the four bottom scale oscillators for each system. It is clear that the two-scale system synchronizes much faster than the three-scale system.</p>
<fig id="F14" position="float">
<label>FIGURE 14</label>
<caption>
<p>Results for the two hierarchical oscillator systems. Blue line shows the two-scale system and red line shows the three-scale system. <bold>(a)</bold> <inline-formula id="inf1053">
<mml:math id="m1053">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations; <bold>(b)</bold> semantic delta; <bold>(c)</bold> semantic truth value; <bold>(d)</bold> semantic truth value efficiency; <bold>(e)</bold> pragmatic delta; <bold>(f)</bold> pragmatic goal value.</p>
</caption>
<graphic xlink:href="fcpxs-03-1612142-g014.tif">
<alt-text content-type="machine-generated">Graphs comparing 2-scale and 3-scale data over time in seconds. Graph (a) presents amplitude fluctuations. Graph (b) shows \(\Delta_{sm}\) with oscillations. Graph (c) depicts \(V_{sm,th}\). Graph (d) features \(E_{sm,th}\). Graph (e) illustrates \(\Delta_{pr}\) with distinct peaks. Graph (f) shows \(V_{pr,gl}\) converging to zero. Each graph has a key distinguishing 2-scale and 3-scale lines.</alt-text>
</graphic>
</fig>
<p>
<xref ref-type="fig" rid="F14">Figures 14b&#x2013;f</xref> show the information measures for the two HO system plotted together for comparison. As information is passed through the system in the form of <inline-formula id="inf882">
<mml:math id="m941">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations, which are oscillatory in nature, most information measures themselves oscillate. When viewed together, such information measures for each system have a small time offset due to oscillators in the two-scale system being slightly out of phase with those in the three-scale system. In all the information measures, there is a distinct change in behavior when the systems transition from unsynchronized to synchronized oscillations. During synchronization, all information measures (except efficiencies) are the same in both systems.</p>
<p>For the semantic delta, positive values indicate that the knowledge used by the oscillators to act is growing. Larger magnitudes indicate faster knowledge change. The three-scale system exhibits a smaller <inline-formula id="inf883">
<mml:math id="m942">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> than the two-scale system during the pre-synchronization period. This relationship indicates that the feedback in the two-scale system has a larger impact on the knowledge used by the oscillators to adapt their <inline-formula id="inf884">
<mml:math id="m943">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations. Once synchronization is achieved, both systems have identical <inline-formula id="inf885">
<mml:math id="m944">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">(</mml:mo>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">)</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, meaning that they achieve the same impact on an oscillator&#x2019;s knowledge.</p>
<p>For the semantic truth value, positive values indicate that the average knowledge among the oscillators is getting closer to the ground truth. As with the <inline-formula id="inf886">
<mml:math id="m945">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf887">
<mml:math id="m946">
<mml:mrow>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
<mml:mo stretchy="false">&#x7c;</mml:mo>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> is smaller for the three-scale system during the pre-synchronization period, leading to the conclusion that the two-scale system achieves more impact in bringing an oscillators&#x2019; knowledge closer to the ground truth. In addition, during synchronized operation, <inline-formula id="inf888">
<mml:math id="m947">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for both is identical, but <inline-formula id="inf889">
<mml:math id="m948">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> emphasizes that the two-scale system achieves noticeably larger efficiency values (maximum of 0.03 vs 0.02 for the three-scale system) due to less information flowing in the system.</p>
<p>For the pragmatic delta, larger magnitudes indicate a larger change in the oscillator&#x2019;s adaptation. The two-scale system achieves more change in adaptation during the pre-synchronization period, while the two systems have identical <inline-formula id="inf890">
<mml:math id="m949">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> once synchronized. Since the distance from the goal is measured as the variance in the <inline-formula id="inf891">
<mml:math id="m950">
<mml:mrow>
<mml:mi>X</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> concentrations among oscillators, a positive <inline-formula id="inf892">
<mml:math id="m951">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates that the system is moving toward the goal of synchronization; larger positive magnitudes indicate that it is moving toward the goal at a faster rate. In comparing the two systems, the three-scale system moves faster toward the goal, but this is offset by faster movement away from the goal in nearly equal amounts due to greater time lags in each oscillator&#x2019;s knowledge. Thus, the three-scale system shows a greater degree of overshoot and undershoot on its way toward the goal, while the two-scale system is more direct and faster in its approach toward synchronization. As with <inline-formula id="inf893">
<mml:math id="m952">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, <inline-formula id="inf894">
<mml:math id="m953">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>E</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> indicates that the two-scale system is more efficient in achieving synchronization.</p>
</sec>
</sec>
</sec>
</sec>
<sec id="s5">
<title>5 Discussion and conclusion</title>
<p>CAS typically consist of many components that interact with each other across at least two scales (<xref ref-type="bibr" rid="B1">Ahl and Allen, 1996</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B47">Salthe, 1993</xref>), adapting through feedback loops to reach a shared goal (<xref ref-type="bibr" rid="B19">Flack et al., 2013</xref>). In such MSFS, there is always a loss of syntactic information when abstracting from the micro to the macro scale. Conversely, control information flowing from the macro to the micro can be either further abstracted (e.g., different macro-states may issue the same micro-controls), stay the same (e.g., through top-down forwarding), or gain information (e.g., through extra micro-scale context). Syntactic information measures, including Shannon entropy, can be used to quantify the size of these information flows and the amount of information abstracted across scales (as shown in the hierarchical oscillator and task distribution case studies). As information becomes more symbolic, the relevance of syntactic measures decreases, calling for value-oriented measures.</p>
<p>We propose a non-exhaustive set of information measures within the syntactic, semantic, and pragmatic categories, exemplified their usage through four cases of MSFS, although the measures could be applied more generally to all types of CAS, including single-scale CAS. Feedback is central to the behavior of all adaptive information-processing systems. Whenever there is a feedback cycle, there is a system that adapts and an information flow controlling that system. The inherent delays and uncertainties of the adapting system and its environment play a key part in the efficacy and efficiency of the feedback cycle. When the feedback spans multiple scales, affecting components that function at different granularities of time and information, it becomes increasingly divicult to adjust its operation to the multitude of delays and uncertainties. The presence of multiple feedback cycles that operate simultaneously between different scales exacerbates this difficulty. To deal with such increased complexity, parts of the system become quasi-independent (<xref ref-type="bibr" rid="B50">Simon, 2012</xref>), with minimal information flows coordinating them to reach a shared goal. Tracking information flows and their mutual influences throughout such MSFS becomes essential for understanding their behavior and/or adjusting their design. Using different types of information measures, which can be calculated for the whole system or at single scales, can help us understand such increased complexity in MSFS. This requires identifying a goal. Goals can be determined at different scales and can be exogenous or endogenous, depending on where the observer is placed. Observer identification is necessary for all types of information measures, including syntactic, while the goal choice is needed to measure informational values (semantic and pragmatic).</p>
<p>Such information measures are interrelated and best understood when considered simultaneously. Disturbances on the information flow (measured syntactically) have an impact on knowledge (measured semantically) and adaptation (measured pragmatically). In our examples, these disturbances were due to time delays or partial (and/or imperfect) information collection. Time delays can occur in information communication and processing or in system adaptation. Within feedback cycles, they can be tracked by comparing changes in actual state measures and in their semantic and pragmatic values over time at different scales. Depending on the system characteristics, delays can be beneficial in achieving the goal. This is so when the delay in the feedback cycle matches a slow and inaccurate adaptation process. In the robotic collective, for example, adaptation delays caused by the robots&#x2019; spatial dynamics compensated for inaccuracies in their collective state information that influence their movement. In the collective decision-making case, inaccurate information (i.e., an inaccurate collective opinion <inline-formula id="inf895">
<mml:math id="m954">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) leading to fast decisions performed better than accurate information that caused a longer feedback cycle. In the task distribution example, delays caused outdated state information for which adaptation strategies had to compensate. In <xref ref-type="bibr" rid="B38">Mellodge et al. (2021)</xref>, we showed how delays could lead to adaptation towards different attractors, or goals. This includes the hierarchical oscillator example, where delays are essential to system synchronization. Our initial considerations on the potential benefits of delays in MSFS are limited to the cases that we considered, and it would be interesting to study different types of systems in order to generalize these conclusions and reach a better understanding of the role played by timing dynamics in CAS.</p>
<p>Partial or imperfect information leads to inaccurate collective knowledge. Studying the delta of truth <inline-formula id="inf896">
<mml:math id="m955">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> together with the semantic delta value <inline-formula id="inf897">
<mml:math id="m956">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> over time can show whether the system accumulates inaccuracies as it acquires knowledge, learns to diminish them, or maintains them within a constant range (this latter case applying to all examples shown here). Trade-offs in knowledge acquisition can also be introduced by the abstraction process. In the robotics case, although the macro-scale information is derived by abstracting meso-scale information, comparing measures across scales did not result in the same performance ranking across different strategies, showing how a strategy that improves knowledge precision at one scale may reduce precision at a higher scale. Knowledge inaccuracies propagate through multi-scale systems, impacting adaptation towards the goal. This is observed by considering the semantic truth value <inline-formula id="inf898">
<mml:math id="m957">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>m</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> together with the pragmatic goal value <inline-formula id="inf899">
<mml:math id="m958">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>. In the task distribution case, perfect knowledge (as implemented by the model strategy) led to maximum efficacy in reaching the goal, even if the knowledge is outdated. In comparison, the BB strategy achieved the same <inline-formula id="inf900">
<mml:math id="m959">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> with a lower accuracy of knowledge on the management scales but over a longer period. In the short term, the random strategy (RS) used no collective knowledge and performed similarly to BB. These insights can help tune the system configuration and strategy depending on the targeted timescale and goal&#x2014;for example, RS may be efficient in highly fluctuating or unpredictable environments. The robotic collective example showed a different relation between semantic and pragmatic measures. Accurate knowledge hindered efficacy due to adaptive overreactions and execution delays. The ground truth strategy gave robots perfect knowledge of their collective state, but their individual reactions led to large oscillations around the goal state compared to the partial knowledge scenario.</p>
<p>In the collective decision-making model, semantic and pragmatic measures tracked the impact of varying system parameters (the number of agents <inline-formula id="inf901">
<mml:math id="m960">
<mml:mrow>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> and of information sources <inline-formula id="inf902">
<mml:math id="m961">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>) on collective knowledge and adaptation. The <inline-formula id="inf903">
<mml:math id="m962">
<mml:mrow>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mi>a</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>d</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>m</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>C</mml:mi>
<mml:mi>N</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> strategy led to a higher pragmatic goal value <inline-formula id="inf904">
<mml:math id="m963">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>V</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>p</mml:mi>
<mml:mi>r</mml:mi>
<mml:mo>,</mml:mo>
<mml:mi>g</mml:mi>
<mml:mi>l</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> for low <inline-formula id="inf905">
<mml:math id="m964">
<mml:mrow>
<mml:mi>R</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> than the <inline-formula id="inf906">
<mml:math id="m965">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> strategy, despite having a higher average delta of truth <inline-formula id="inf907">
<mml:math id="m966">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="normal">&#x394;</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi>t</mml:mi>
<mml:mi>h</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, showing how this performance is a result of a fast feedback cycle rather than accurate knowledge. This leads to fast and tight oscillations and variations of <inline-formula id="inf908">
<mml:math id="m967">
<mml:mrow>
<mml:msub>
<mml:mrow>
<mml:mi>O</mml:mi>
</mml:mrow>
<mml:mrow>
<mml:mi mathvariant="italic">coll</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:msub>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula>, which could be beneficial or not depending on the chosen system goal. Tuning the <inline-formula id="inf909">
<mml:math id="m968">
<mml:mrow>
<mml:mi>c</mml:mi>
<mml:mi>o</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>e</mml:mi>
<mml:mi>n</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
<mml:mi>u</mml:mi>
<mml:mi>s</mml:mi>
</mml:mrow>
</mml:math>
</inline-formula> strategy to environmental conditions, on the other hand, can lead to smoother parameter transitions, enhancing resilience and scalability. In the hierarchical oscillator model, oscillating semantic measures lead to oscillating pragmatic measures, both in the two- and three-scale designs. This highlights the underlying oscillations of adaptations, which are essential to maintaining the biochemical oscillators while synchronizing them. Since perfect information does not always lead to the best adaptation, the semantic goal value (not calculated in the examples) could be used to find the most effective and efficient information flows for a given system. Still, tailoring information flows to a specific configuration may hinder transferability, so the semantic truth value and semantic goal value are best considered simultaneously&#x2014;assuming that the ground truth can provide a common denominator across configuration and parameter ranges.</p>
<p>These examples provide initial insights into how coupled information measures can be used to understand the behavior of CAS. Specific calculations and measure sub-types are dependent on the chosen case study and application domain; expanding these will help further generalize the definition of information measures and their calculations. Here, including case studies featuring experimental data would be particularly valuable. This can help system analysts and designers study the value of information flows for system properties, such as reactivity, stability, and scalability. When paired with reinforcement learning methods, such insights can help improve systems&#x2019; real-time adaptation. Large language models (LLMs), for example, may learn to correlate the information measures with adaptation performance indicators, enabling the system to adapt its control processes, which is in line with recent approaches to implementing LLMs within multi-agent systems (<xref ref-type="bibr" rid="B5">Bo et al., 2024</xref>; <xref ref-type="bibr" rid="B8">De Curt&#xf2; and De Zarz&#xe0;, 2025</xref>). The proposed semantic information measures could also be employed to assess the impact of collected information on a system&#x2019;s LLM in terms of actual changes and consequent performance. Beyond system analysis and performance, identifying how different patterns of information flows correlate with the behavior and evolution of CAS across scales can help characterize existing CAS through a unified informational lens (<xref ref-type="bibr" rid="B32">Krakauer et al., 2020</xref>) and understand fundamental regularities across such systems, contributing to a deeper theoretical understanding of the informational nature of CAS.</p>
</sec>
</body>
<back>
<sec sec-type="data-availability" id="s6">
<title>Data availability statement</title>
<p>The raw data supporting the conclusions of this article will be made available by the authors without undue reservation.</p>
</sec>
<sec sec-type="author-contributions" id="s7">
<title>Author contributions</title>
<p>LJDF: Methodology, Writing &#x2013; review and editing, Writing &#x2013; original draft, Investigation, Conceptualization, Formal Analysis, Visualization, Data curation, Project administration. AD: Data curation, Visualization, Methodology, Conceptualization, Investigation, Writing &#x2013; review and editing, Formal Analysis, Writing &#x2013; original draft. PZ: Writing &#x2013; review and editing, Data curation, Writing &#x2013; original draft, Conceptualization, Investigation, Methodology, Visualization, Formal Analysis. PM: Conceptualization, Data curation, Writing &#x2013; review and editing, Methodology, Writing &#x2013; original draft, Formal Analysis, Investigation, Visualization.</p>
</sec>
<sec sec-type="funding-information" id="s8">
<title>Funding</title>
<p>The author(s) declare that financial support was received for the research and/or publication of this article. LJDF acknowledges funding by the Margarita Salas program of the Spanish Ministry of Universities, funded by the European Union-NextGeneraionEU.</p>
</sec>
<sec sec-type="COI-statement" id="s9">
<title>Conflict of interest</title>
<p>The authors declare that the research was conducted in the absence of any commercial or financial relationships that could be construed as a potential conflict of interest.</p>
</sec>
<sec sec-type="ai-statement" id="s10">
<title>Generative AI statement</title>
<p>The author(s) declare that no Generative AI was used in the creation of this manuscript.</p>
</sec>
<sec sec-type="disclaimer" id="s11">
<title>Publisher&#x2019;s note</title>
<p>All claims expressed in this article are solely those of the authors and do not necessarily represent those of their affiliated organizations, or those of the publisher, the editors and the reviewers. Any product that may be evaluated in this article, or claim that may be made by its manufacturer, is not guaranteed or endorsed by the publisher.</p>
</sec>
<sec sec-type="supplementary-material" id="s12">
<title>Supplementary material</title>
<p>The Supplementary Material for this article can be found online at: <ext-link ext-link-type="uri" xlink:href="https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcpxs.2025.1612142/full#supplementary-material">https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcpxs.2025.1612142/full&#x23;supplementary-material</ext-link>
</p>
<supplementary-material xlink:href="DataSheet1.pdf" id="SM1" mimetype="application/pdf" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink"/>
</sec>
<ref-list>
<title>References</title>
<ref id="B1">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ahl</surname>
<given-names>V.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Allen</surname>
<given-names>T. F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1996</year>). <source>Hierarchy theory: a vision, vocabulary, and epistemology</source>. <publisher-name>Columbia University Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B2">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Atmanspacher</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1991</year>). <source>Information dynamics</source>. <publisher-name>Plenum Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B3">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bellman</surname>
<given-names>K. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Goldberg</surname>
<given-names>L. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1984</year>). <article-title>Common origin of linguistic and movement abilities</article-title>. <source>Am. J. Physiology-Regulatory, Integr. Comp. Physiology</source> <volume>246</volume>, <fpage>R915</fpage>&#x2013;<lpage>R921</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1152/ajpregu.1984.246.6.R915</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">6331180</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B4">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bellman</surname>
<given-names>K. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tomforde</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). <article-title>Special issue on self-improving self integration</article-title>. <source>Future Gener. Comput. Syst.</source> <volume>119</volume>, <fpage>136</fpage>&#x2013;<lpage>139</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/J.FUTURE.2021.02.010</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B5">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Bo</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhang</surname>
<given-names>Z.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Dai</surname>
<given-names>Q.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Feng</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wang</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Li</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2024</year>). <article-title>Reflective multi-agent collaboration based on large language models</article-title>. <source>Adv. Neural Inf. Process. Syst.</source> <volume>37</volume>, <fpage>138595</fpage>&#x2013;<lpage>138631</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B6">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Brillouin</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1953</year>). <article-title>The negentropy principle of information</article-title>. <source>J. Appl. Phys.</source> <volume>24</volume>, <fpage>1152</fpage>&#x2013;<lpage>1163</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.1721463</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B7">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Brillouin</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gottschalk</surname>
<given-names>C. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1962</year>). <article-title>Science and information theory</article-title>. <source>Phys. Today</source> <volume>15</volume>, <fpage>68</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1063/1.3057866</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B8">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>De Curt&#xf2;</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>De Zarz&#xe0;</surname>
<given-names>I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2025</year>). <article-title>Llm-driven social influence for cooperative behavior in multi-agent systems</article-title>. <source>IEEE Access</source>. <fpage>44330</fpage>&#x2013;<lpage>44342</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACCESS.2025.3548451</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B9">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dessalles</surname>
<given-names>J.-L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). &#x201c;<article-title>Emotion in good luck and bad luck: predictions from simplicity theory</article-title>,&#x201d; in <source>Proceedings of the 32nd annual conference of the cognitive science society</source>. Editors <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Ohlsson</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Catrambone</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
</person-group> (<publisher-loc>Austin, TX</publisher-loc>: <publisher-name>Cognitive Science Society</publisher-name>), <fpage>1928</fpage>&#x2013;<lpage>1933</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B10">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Dessalles</surname>
<given-names>J.-L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). &#x201c;<article-title>Algorithmic simplicity and relevance</article-title>,&#x201d; in <source>Algorithmic probability and friends - lnai 7070</source>. Editor <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Dowe</surname>
<given-names>D. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<publisher-loc>Berlin</publisher-loc>: <publisher-name>Springer Verlag</publisher-name>), <fpage>119</fpage>&#x2013;<lpage>130</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-642-44958-1_9</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B11">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Di Felice</surname>
<given-names>L. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mellodge</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). &#x201c;<article-title>Multi-scale feedbacks for large-scale coordination in self-systems</article-title>,&#x201d; in <source>2019 IEEE 13th international conference on self-adaptive and self-organizing systems (SASO)</source> (<publisher-name>IEEE</publisher-name>), <fpage>137</fpage>&#x2013;<lpage>142</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B12">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Di Felice</surname>
<given-names>L. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mellodge</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021a</year>). <article-title>Exogenous coordination in multi-scale systems: how information flows and timing affect system properties</article-title>. <source>Future Gener. Comput. Syst.</source> <volume>114</volume>, <fpage>403</fpage>&#x2013;<lpage>426</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.future.2020.07.034</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B13">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Di Felice</surname>
<given-names>L. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Mellodge</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021b</year>). &#x201c;<article-title>An information-oriented view of multi-scale systems</article-title>,&#x201d; in <source>2021 IEEE international conference on autonomic computing and self-organizing systems companion (ACSOS-C)</source> (<publisher-name>IEEE</publisher-name>), <fpage>154</fpage>&#x2013;<lpage>159</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B14">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Di Felice</surname>
<given-names>L. J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zahadat</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). &#x201c;<article-title>An agent-based model of collective decision-making in correlated environments</article-title>,&#x201d; in <conf-name>Proceedings of the 4th International Workshop on Agent-Based Modelling of Human Behaviour (ABMHuB&#x2019;22)</conf-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B15">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Feistel</surname>
<given-names>R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ebeling</surname>
<given-names>W.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Entropy and the self-organization of information and value</article-title>. <source>Entropy</source> <volume>18</volume>, <fpage>193</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/e18050193</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B16">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Fetzer</surname>
<given-names>J. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2004</year>). <article-title>Information: does it have to be true?</article-title> <source>Minds Mach.</source> <volume>14</volume>, <fpage>223</fpage>&#x2013;<lpage>229</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1023/b:mind.0000021682.61365.56</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B17">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Flack</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). &#x201c;<article-title>Complexity begets complexity</article-title>,&#x201d;<source>Conf. Artif.</source> <fpage>7</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1162/isal_a_00470</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B18">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Flack</surname>
<given-names>J. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). <article-title>Coarse-graining as a downward causation mechanism</article-title>. <source>Philosophical Trans. R. Soc. A Math. Phys. Eng. Sci.</source> <volume>375</volume>, <fpage>20160338</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsta.2016.0338</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">29133440</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B19">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Flack</surname>
<given-names>J. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Erwin</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Elliot</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Krakauer</surname>
<given-names>D. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>Timescales, symmetry, and uncertainty reduction in the origins of hierarchy in biological systems</article-title>. In <comment>Evolution cooperation and complexity</comment> (Editors <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Sterelny</surname>
<given-names>K</given-names>
</name>
<name>
<surname>Joyce</surname>
<given-names>R</given-names>
</name>
<name>
<surname>Calcott</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
<name>
<surname>Fraser</surname>
<given-names>B</given-names>
</name>
</person-group>), <fpage>45</fpage>&#x2013;<lpage>74</lpage>. <publisher-loc>Cambridge, MA</publisher-loc>: <publisher-name>MIT Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B20">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Floridi</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2005</year>). <article-title>Is semantic information meaningful data?</article-title> <source>Philosophy phenomenological Res.</source> <volume>70</volume>, <fpage>351</fpage>&#x2013;<lpage>370</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1111/j.1933-1592.2005.tb00531.x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B21">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Floridi</surname>
<given-names>L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). <article-title>A defence of informational structural realism</article-title>. <source>Synthese</source> <volume>161</volume>, <fpage>219</fpage>&#x2013;<lpage>253</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s11229-007-9163-z</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B22">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Frank</surname>
<given-names>A. U.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2003</year>). <article-title>Pragmatic information content&#x2014;how to measure the information in a route</article-title>. <source>Found. Geogr. Inf. Sci.</source> <volume>47</volume>.</citation>
</ref>
<ref id="B23">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gernert</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2006</year>). <article-title>Pragmatic information: historical exposition and general overview</article-title>. <source>Mind Matter</source> <volume>4</volume>(<issue>2</issue>):, <fpage>141</fpage>&#x2013;<lpage>167</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B24">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Gould</surname>
<given-names>J. P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1974</year>). <article-title>Risk, stochastic preference, and the value of information</article-title>. <source>J. Econ. Theory</source> <volume>8</volume>, <fpage>64</fpage>&#x2013;<lpage>84</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/0022-0531(74)90006-4</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B25">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Grunwald</surname>
<given-names>P. D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Vitanyi</surname>
<given-names>P. M.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2008</year>). &#x201c;<article-title>Algorithmic information theory</article-title>,&#x201d; in <source>Philosophy of information</source> (<publisher-name>Elsevier</publisher-name>).</citation>
</ref>
<ref id="B26">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Haken</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Portugali</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2016</year>). <article-title>Information and self-organization</article-title>. <source>Entropy</source> <volume>19</volume>, <fpage>18</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/e19010018</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B27">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Jablonka</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <article-title>Information: its interpretation, its inheritance, and its sharing</article-title>. <source>Philosophy Sci.</source> <volume>69</volume>, <fpage>578</fpage>&#x2013;<lpage>605</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1086/344621</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B28">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kephart</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Chess</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2003</year>). <article-title>The vision of autonomic computing</article-title>. <source>Computer</source> <volume>36</volume>, <fpage>41</fpage>&#x2013;<lpage>50</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/MC.2003.1160055</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B29">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kim</surname>
<given-names>J.-R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Shin</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Jung</surname>
<given-names>S. H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Heslop-Harrison</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Cho</surname>
<given-names>K.-H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2010</year>). <article-title>A design principle underlying the synchronization of oscillations in cellular systems</article-title>. <source>J. Cell Sci.</source> <volume>123</volume>, <fpage>537</fpage>&#x2013;<lpage>543</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1242/jcs.060061</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">20103537</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B30">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kolchinsky</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wolpert</surname>
<given-names>D. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2018</year>). <article-title>Semantic information, autonomous agency and non-equilibrium statistical physics</article-title>. <source>Interface focus</source> <volume>8</volume>, <fpage>20180041</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1098/rsfs.2018.0041</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">30443338</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B31">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kounev</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Lewis</surname>
<given-names>P. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bellman</surname>
<given-names>K. L.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bencomo</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>C&#xe1;mara</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2017</year>). &#x201c;<article-title>The notion of self-aware computing</article-title>,&#x201d; in <source>Self-aware computing systems</source>. Editors <person-group person-group-type="editor">
<name>
<surname>Kounev</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kephart</surname>
<given-names>J. O.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Milenkoski</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Zhu</surname>
<given-names>X.</given-names>
</name>
</person-group> (<publisher-name>Springer International Publishing</publisher-name>), <fpage>3</fpage>&#x2013;<lpage>16</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-319-47474-8_1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B32">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Krakauer</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bertschinger</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Olbrich</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Flack</surname>
<given-names>J. C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ay</surname>
<given-names>N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2020</year>). <article-title>The information theory of individuality</article-title>. <source>Theory Biosci.</source> <volume>139</volume>, <fpage>209</fpage>&#x2013;<lpage>223</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/s12064-020-00313-7</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">32212028</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B33">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Kullback</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Leibler</surname>
<given-names>R. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1951</year>). <article-title>On information and sufficiency</article-title>. <source>Ann. Math. statistics</source> <volume>22</volume>, <fpage>79</fpage>&#x2013;<lpage>86</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1214/aoms/1177729694</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B34">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lalanda</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McCann</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013a</year>). &#x201c;<article-title>Autonomic computing: principles, design and implementation</article-title>,&#x201d; in <source>Undergraduate topics in computer science</source>. <publisher-name>Springer London</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B35">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lalanda</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McCann</surname>
<given-names>J. A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013b</year>). &#x201c;<article-title>Autonomic computing - principles, design and implementation</article-title>,&#x201d; in <source>Undergraduate topics in computer science</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4471-5007-7</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B36">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lewis</surname>
<given-names>G. N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1930</year>). <article-title>The symmetry of time in physics</article-title>. <source>Science</source> <volume>71</volume>, <fpage>569</fpage>&#x2013;<lpage>577</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1126/science.71.1849.569</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">17742275</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B37">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Lin</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1991</year>). <article-title>Divergence measures based on the shannon entropy</article-title>. <source>IEEE Trans. Inf. Theory</source> <volume>37</volume>, <fpage>145</fpage>&#x2013;<lpage>151</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/18.61115</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B38">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Mellodge</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Diaconescu</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Di Felice</surname>
<given-names>L. J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). &#x201c;<article-title>Timing configurations affect the macro-properties of multi-scale feedback systems</article-title>,&#x201d; in <source>2021 IEEE international conference on autonomic computing and self-organizing systems (ACSOS)</source> (<publisher-loc>Los Alamitos, CA, USA</publisher-loc>: <publisher-name>IEEE Computer Society</publisher-name>), <fpage>100</fpage>&#x2013;<lpage>109</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/ACSOS52086.2021.00032</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B39">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Ming Li</surname>
<given-names>P. V.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). &#x201c;<article-title>An introduction to Kolmogorov complexity and its applications</article-title>,&#x201d; in <source>Texts in computer science</source>. <publisher-name>Springer Cham</publisher-name>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-3-030-11298-1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B40">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Morris</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1938</year>). <article-title>Foundations of the theory of signs. In International encyclopedia of unified science</article-title>. <publisher-loc>Chicago</publisher-loc>: <publisher-name>Chicago University Press</publisher-name>. <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>59</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B41">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>M&#xfc;ller-Schloer</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Schmeck</surname>
<given-names>H.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Ungerer</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2011</year>). &#x201c;<article-title>Organic computing &#x2014; a paradigm shift for complex systems</article-title>,&#x201d; in <source>Autonomic systems</source>. <publisher-name>Springer Basel</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B42">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>M&#xfc;ller-Schloer</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Tomforde</surname>
<given-names>S.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2017</year>). &#x201c;<article-title>Organic computing &#x2013; technical systems for survival in the real world</article-title>,&#x201d; in <source>Autonomic systems</source>.</citation>
</ref>
<ref id="B43">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nehaniv</surname>
<given-names>C. L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1999</year>). &#x201c;<article-title>Meaning for observers and agents</article-title>,&#x201d; in <source>Proceedings of the 1999 IEEE international symposium on intelligent control intelligent systems and semiotics (cat. No. 99CH37014)</source> (<publisher-name>IEEE</publisher-name>), <fpage>435</fpage>&#x2013;<lpage>440</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B44">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Nielsen</surname>
<given-names>F.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2019</year>). <article-title>On the jensen&#x2013;shannon symmetrization of distances relying on abstract means</article-title>. <source>Entropy</source> <volume>21</volume>, <fpage>485</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/e21050485</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">33267199</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B45">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Pattee</surname>
<given-names>H. H.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1973</year>). <source>Hierarchy theory; the challenge of complex systems</source>. <publisher-loc>New York: G. Braziller</publisher-loc>.</citation>
</ref>
<ref id="B46">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Roederer</surname>
<given-names>J. G.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2005</year>). <source>Information and its role in nature</source>. <publisher-name>Springer</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B47">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Salthe</surname>
<given-names>S. N.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1993</year>). <source>Development and evolution: complexity and change in biology</source>. <publisher-loc>Cambridge, MA</publisher-loc>: <publisher-name>Mit Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B48">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Shannon</surname>
<given-names>C. E.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1948</year>). <article-title>A mathematical theory of communication</article-title>. <source>Bell Syst. Tech. J.</source> <volume>27</volume>, <fpage>379</fpage>&#x2013;<lpage>423</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/j.1538-7305.1948.tb01338.x</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B49">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Simon</surname>
<given-names>H. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1991</year>). <source>The architecture of complexity</source>. <publisher-loc>Boston, MA</publisher-loc>: <publisher-name>Springer US</publisher-name>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1007/978-1-4899-0718-9_31</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B50">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Simon</surname>
<given-names>H. A.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2012</year>). &#x201c;<article-title>The architecture of complexity</article-title>,&#x201d; in <source>The roots of logistics</source> (<publisher-name>Springer</publisher-name>), <fpage>335</fpage>&#x2013;<lpage>361</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B51">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Sowinski</surname>
<given-names>D. R.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Carroll-Nellenback</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Markwick</surname>
<given-names>R. N.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Pi&#xf1;ero</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Gleiser</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Kolchinsky</surname>
<given-names>A.</given-names>
</name>
<etal/>
</person-group> (<year>2023</year>). <article-title>Semantic information in a model of resource gathering agents</article-title>. <source>PRX Life</source> <volume>1</volume>, <fpage>023003</fpage>. <comment>arXiv preprint arXiv:2304.03286</comment>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1103/prxlife.1.023003</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B52">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Theraulaz</surname>
<given-names>G.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Bonabeau</surname>
<given-names>E.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Deneubourg</surname>
<given-names>J.-L.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1998</year>). <source>Response threshold reinforcement and division of labour in insect societies</source>, <comment>Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences</comment>, <volume>265</volume>(<issue>1393</issue>):<fpage>327</fpage>&#x2013;<lpage>332</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B53">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Timpson</surname>
<given-names>C. G.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <source>Quantum information theory and the foundations of quantum mechanics</source>. <publisher-loc>Oxford</publisher-loc>: <publisher-name>OUP</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B54">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Tribus</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>McIrvine</surname>
<given-names>E. C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1971</year>). <article-title>Energy and information</article-title>. <source>Sci. Am.</source> <volume>225</volume>, <fpage>179</fpage>&#x2013;<lpage>188</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1038/scientificamerican0971-179</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B55">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Uexk&#xfc;ll von</surname>
<given-names>J.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2013</year>). <article-title>A Foray Into the Worlds of Animals and Humans: With a Theory of Meaning</article-title>. <publisher-loc>Minneapolis, MN</publisher-loc>: <publisher-name>University of Minnesota Press</publisher-name>.</citation>
</ref>
<ref id="B56">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Walker</surname>
<given-names>S. I.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2014</year>). <article-title>Top-down causation and the rise of information in the emergence of life</article-title>. <source>Information</source> <volume>5</volume>, <fpage>424</fpage>&#x2013;<lpage>439</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.3390/info5030424</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B57">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Weinberger</surname>
<given-names>E. D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2002</year>). <article-title>A theory of pragmatic information and its application to the quasi-species model of biological evolution</article-title>. <source>Biosystems</source> <volume>66</volume>, <fpage>105</fpage>&#x2013;<lpage>119</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/s0303-2647(02)00038-2</pub-id>
<pub-id pub-id-type="pmid">12413744</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B58">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Weizs&#xe4;cker</surname>
<given-names>E. U. v.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Weizs&#xe4;cker</surname>
<given-names>C. v.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>1972</year>). <article-title>Wiederaufnahme der begrifflichen frage: Was ist information</article-title>. <source>Nova Acta Leopoldina</source> <volume>37</volume>, <fpage>535</fpage>&#x2013;<lpage>555</lpage>.</citation>
</ref>
<ref id="B59">
<citation citation-type="book">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Weyns</surname>
<given-names>D.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2021</year>). &#x201c;<article-title>Basic principles of self-adaptation and conceptual model</article-title>,&#x201d;. <publisher-name>John Wiley and Sons, Ltd</publisher-name>, <fpage>1</fpage>&#x2013;<lpage>15</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1002/9781119574910.ch1</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B60">
<citation citation-type="journal">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Wong</surname>
<given-names>T.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Wagner</surname>
<given-names>M.</given-names>
</name>
<name>
<surname>Treude</surname>
<given-names>C.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2022</year>). <article-title>Self-adaptive systems: a systematic literature review across categories and domains</article-title>. <source>Inf. Softw. Technol.</source> <volume>148</volume>, <fpage>106934</fpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1016/j.infsof.2022.106934</pub-id>
</citation>
</ref>
<ref id="B61">
<citation citation-type="confproc">
<person-group person-group-type="author">
<name>
<surname>Zahadat</surname>
<given-names>P.</given-names>
</name>
</person-group> (<year>2023</year>). &#x201c;<article-title>Local estimation vs global information: the benefits of slower timescales</article-title>,&#x201d; in <conf-name>4th IEEE International Conference on Autonomic Computing and Self-Organizing Systems (ACSOS)</conf-name>. <fpage>29</fpage>&#x2013;<lpage>30</lpage>. <pub-id pub-id-type="doi">10.1109/acsos-c58168.2023.00030</pub-id>
</citation>
</ref>
</ref-list>
</back>
</article>