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Dinâmica, evolução e adaptação em redes complexas

Processo: 16/19929-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Doutorado
Vigência (Início): 01 de abril de 2017
Vigência (Término): 30 de novembro de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Física - Física Geral
Pesquisador responsável:Jose Antonio Brum
Beneficiário:Elohim Fonseca dos Reis
Instituição-sede: Instituto de Física Gleb Wataghin (IFGW). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
Assunto(s):Mecânica estatística   Sistemas complexos   Redes complexas

Resumo

Diversos sistemas reais podem ser descritos por teoria de redes, como sistemas biológicos e sistemas artificiais. Um aspecto que permeia a maioria desses sistemas é como a informação se difunde na rede. Em muitos casos, vemos que isso ocorre num regime epidêmico, uma fase característica na qual a informação toma conta da rede. Iremos focar nesse fenômeno em redes cerebrais e em redes sociais de contato. Propagações epidêmicas em redes complexas é um dos exemplos de maior sucesso da aplicação da ciência de redes. Ainda assim, a maioria dos estudos, até então, têm tratado esse problema em redes estáticas. Entretanto, processos de propagação acontecem em redes cujas arestas são dependentes do tempo, ou contatos. A propagação de informação no cérebro se dá numa rede funcional através de ligações temporais, assim como a propagação de epidemias em redes sociais. Isso é relacionado com a estrutura da rede, que por sua vez não é fixa com respeito à escala temporal do processo de propagação. Redes temporais provêm uma estrutura teórica para analisar como processos de propagação podem ser afetados pela temporalidade dos contatos, que é mais precisa do que a descrição estática. Além disso, a dinâmica de propagação também é afetada por padrões de mobilidade na estrutura da rede. Isso pode ser modelado com metapopulações, onde múltiplas partículas, portadores de informação, podem ocupar um nó da rede, que é visto como uma subpopulação de agentes em interação. O problema pode ser tratado, então, como um sistema de reação-difusão. Será estudada a relação entre metapopulações e redes temporais, algo totalmente em aberto. O estudo e compreensão de propagações epidêmicas em redes nos permite desenvolver métodos de análises e medidas de forma a construir e propor medidas de previsão e controle, seja para acelerar ou desacelerar o processo de propagação, e também para entender a evolução e consequente processo de adaptação da rede. Esse estudo será aplicado em diferentes redes de interesse, como redes neurais do cérebro e propagação de doenças ou rumores em redes sociais.