Estudo da Resiliência e Transições Críticas em Sistemas Dinâmicos Complexos.

• Processo: 25/18142-3
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2026
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2029
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
• Pesquisador responsável: Fernando Fagundes Ferreira
• Beneficiário: Fernando Fagundes Ferreira
• Instituição Sede: Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP). Universidade de São Paulo (USP). Ribeirão Preto , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: Ribeirão Preto
• Pesquisadores associados: Patrick Herve Louodop Fotso ; Thierry Sainclair Njougouo
• Assunto(s): Caos Não linearidade Redes complexas Resiliência Transição de fase Sistemas complexos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Caos | Hipergrafos | Nao linearidade | Redes Complexas | resiliência | Transições de fase | Sistemas Complexos

Resumo

Este projeto propõe um arcabouço teórico-computacional para analisar resiliência e transições críticas em sistemas complexos com interações tanto binarias quanto de ordem superior. Aplica-se a fenômenos como colapsos ecológicos, crises neurológicas e instabilidades financeiras. A proposta baseia-se em três pilares: (1) desenvolvimento teórico para analisar bifurcações e estabilidade em grafos e hipergrafos, modelando interações binárias e também de ordem superior; (2) uso de aprendizado de máquina, com redes neurais recorrentes e computação de reservatório, para identificar padrões em séries temporais complexas; e (3)simulações e estratégias de controle ativo - como fixar o estado de alguns elementos da rede (pinning), ajustar parâmetros automaticamente em resposta ao comportamento do sistema (retroalimentação adaptativa) e treinar algoritmos para encontrar soluções por tentativa e erro (aprendizado por reforço) - com o objetivo de restaurar e manter a estabilidade de sistemas dinâmicos. As ferramentas serão validadas por meio de dados sintéticos e aplicadas a estudos de caso reais - como colapsos de biodiversidade, epilepsia, Parkinson e instabilidades sistêmicas. Espera-se que este projeto contribua para o avanço de uma abordagem interdisciplinar rigorosa e quantitativa da resiliência em sistemas complexos, para o avanço de métodos preditivos e estratégias de controle aplicáveis em múltiplos domínios. (AU)