Notre monde est rempli de systèmes de transport désespérément compliqués, la finance, vie biologique, et d'autres. Ces systèmes dits complexes, naturel ou artificiel, sont des systèmes intrinsèquement difficiles à prévoir en raison de dynamiques collectives émergentes influencées par des facteurs environnementaux externes.

La complexité de ces systèmes est enracinée dans les interdépendances complexes entre ces éléments constitutifs et les interactions avec le monde extérieur. Comprendre la propagation des perturbations exogènes est d'une importance critique pour les systèmes complexes. Par exemple, pensez à un arrêt local à une extrémité du réseau électrique, et comment cela peut conduire à une panne massive en cascade, boule de neige dans une panne d'électricité à grande échelle telle que la panne d'électricité du nord-est de 2003 aux États-Unis. Ou comment une tempête de neige dans la région métropolitaine de New York déclenche une avalanche de retards des compagnies aériennes à San Francisco, Los Angeles, et sur toute la côte ouest. Ou des modes introduites par des célébrités qui deviennent parfois virales, propager et amplifier à travers des tweets/retweets, partage et aime.

Pour les systèmes en réseau décentralisés fonctionnant dans des environnements dynamiques, la capacité de réagir à des circonstances changeantes est primordiale. Cela peut être une question de vie ou de mort pour les oiseaux qui affluent et manœuvrent pour échapper à une attaque de prédateur. Il peut aussi s'agir d'une efficacité optimale pour des systèmes multi-robots fonctionnant collectivement et soumis à des conditions changeantes. Il est donc essentiel d'étudier et de comprendre l'influence de la topologie du réseau sur la réponse collective du système.