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Estudo de fenômenos coletivos em sistemas físicos e biológicos

Processo: 13/18942-2
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de dezembro de 2013 - 31 de outubro de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
Pesquisador responsável:Fernando Fagundes Ferreira
Beneficiário:Fernando Fagundes Ferreira
Instituição-sede: Escola de Artes, Ciências e Humanidades (EACH). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
Assunto(s):Sistemas complexos  Modelo de Kuramoto  Sincronização  Osciladores  Teoria dos jogos 

Resumo

A presente proposta versa sobre o estudo de dois modelos voltados para o entendimento do comportamento coletivo de sistemas complexos. O sistema físico que será abordado é o chamado do modelo de Kuramoto. Ele descreve como a fase de osciladores acoplados depende da constante de acoplamento e das frequências naturais. Ele é importante devido a sua capacidade em capturar a essência do fenômeno da sincronização. Nesta proposta iremos focar em dois pontos. O primeiro é estudo da mudança de estabilidade das soluções quando o sistema esta na fase sincronizada em função da topologia da rede que conecta os osciladores. O segundo é determinar antes de ocorrer a sincronização a emergência dos estados quimera. Estes estados são caracterizados pela coexistência de osciladores dessincronizados com osciladores sincronizados para o mesmo conjunto de parâmetros. O sistema biológico será abordado por um modelo evolucionários com seleção de grupo,onde indivíduos de uma espécie competem entre si por meio de duas estratégias distintas: cooperativa ou egoísta. Estas estratégias são definidas por uma matriz de recompensa segundo um modelo em teoria de jogos, dentre eles, o dilema do prisioneiro. Os valores da matriz de recompensa depedem da disponibilidade de recursos do meio. Portanto, a mudança do nível de escassez modula o comportamento coletivo dos indivíduos que forma a população. Além disso, esta população está estruturada em grupos e existem duas dinâmicas operando sobre o sistema. Uma age sobre o indivíduo, favorecendo a estratégia egoísta e a outra age sobre o grupo favorecendo a estratégia altruísta (seleção múltinível). Queremos estabelecer as condições para a coexistência de espécies depois do transiente ao longo da evolução, bem como compreender o papel da interação para a emergência de estruturas macroscópicas organizadas. O interesse pelo estudo desses modelos deve-se ao fato deles capturarem aspectos fundamentais para entender a emergência da sincronização e da cooperação que são importantes para muitas aplicações em sistemas físicos e biológicos. (AU)

Publicações científicas
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
FERREIRA, FERNANDO F.; SILVA, A. CHRISTIAN; YEN, JU-YI. Detailed study of a moving average trading rule. QUANTITATIVE FINANCE, v. 18, n. 9, SI, p. 1599-1617, 2018. Citações Web of Science: 0.
HUANG, WEINI; DE ARAUJO CAMPOS, PAULO ROBERTO; DE OLIVEIRA, VIVIANE MORAES; FERRREIRA, FERNANDO FAGUNDES. A resource-based game theoretical approach for the paradox of the plankton. PeerJ, v. 4, AUG 18 2016. Citações Web of Science: 1.
AMADO, ANDRE; HUANG, WEINI; CAMPOS, PAULO R. A.; FERREIRA, FERNANDO FAGUNDES. Learning process in public goods games. PHYSICA A-STATISTICAL MECHANICS AND ITS APPLICATIONS, v. 430, p. 21-31, JUL 15 2015. Citações Web of Science: 4.

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