Phân cụm (Community Detection)

Phân cụm (community detection) là quá trình chia nhỏ một mạng lưới (network) thành các nhóm con gọi là cộng đồng (community) trong đó các đỉnh (node) trong cùng một cộng đồng có sự tương đồng cao hơn với nhau so với đỉnh trong các cộng đồng khác. Mục tiêu của phân cụm là tìm ra cấu trúc và tổ chức bên trong mạng lưới, giúp hiểu rõ hơn về sự tương tác và sự liên kết giữa các thành phần trong mạng. Các phương pháp phân cụm có thể được áp dụng trên mạng lưới bao gồm các thuật toán và kỹ thuật khác nhau. Dưới đây là một số phương pháp phổ biến trong phân cụm:

1. Phân cụm dựa trên cấu trúc đồ thị: Các phương pháp này tập trung vào cấu trúc của mạng lưới, bao gồm việc phân cụm dựa trên độ gần kết nối giữa các đỉnh, độ dày của cạnh, hay các thuộc tính khác của đồ thị.

2. Phân cụm dựa trên mô hình đồ thị: Các phương pháp này tiếp cận phân cụm bằng cách sử dụng các mô hình đồ thị, như mô hình ngẫu nhiên, mô hình cộng đồng hoặc mô hình tiến hóa, để xác định cấu trúc cộng đồng trong mạng lưới.

3. Phân cụm dựa trên phổ biểu đồ: Các phương pháp này sử dụng các mô hình toán học như phổ Laplacian hoặc phổ eigenvector để tìm ra các cụm dựa trên các giá trị riêng và vector riêng tương ứng của ma trận đồ thị.

4. Phân cụm dựa trên sự lan truyền thông tin: Các phương pháp này xem xét sự lan truyền thông tin trong mạng lưới và sử dụng nó để phân cụm các đỉnh. Ví dụ, một đỉnh có khả năng lan truyền thông tin cao đến các đỉnh khác trong cùng một cộng đồng có thể được gán vào cùng một nhóm.

5. Phân cụm dựa trên thuật toán gom nhóm: Các phương pháp này sử dụng các thuật toán gom nhóm như K-means, Hierarchical Clustering, Spectral Clustering và modularity-based clustering để phân cụm mạng lưới dựa trên các tính chất và đặc điểm của các đỉnh và cạnh.

Phân cụm có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, bao gồm khoa học mạng, phân tích mạng xã hội, phân tích dữ liệu, và nhiều lĩnh vực khác. Nó giúp chúng ta hiểu và khám phá cấu trúc cộng đồng trong mạng lưới và cung cấp thông tin quan trọng về mô hình và sự tương tác trong hệ thống mạng lưới.