Dissertação

{en_GB=Effective Games in Multilayer Complex Networks} {} CONFIRMED

{pt=As últimas décadas testemunharam a descoberta de vários mecanismos responsáveis pela evolução e emergencia da cooperação na natureza e nas sociedades. Nesse contexto, foi demonstrado teóricamente e empiricamente que o facto de os indivíduos interagirem através de complexas redes de interacção aumenta a probabilidade de alcançar comunidades mais cooperantes e altruístas. No entanto, estes sistemas são geralmente caracterizados por múltiplas interdependências que não são correctamente capturadas por uma única rede. Por exemplo, nas redes sociais, os indivíduos podem ser ligados por meio de diferentes tipos de relacionamentos - de colaboração, amizade ou laços familiares - que podem ser convenientemente descritos por uma rede multi-camada. Nesta tese, analisamos como uma população estruturada por uma rede de interações multi-camada altera a propensão para a cooperação. Em particular, estudamos em que condições as interações em rede transformam os dilemas de cooperação em que os indivíduos participam. Para fazer isso, implementamos uma ferramenta numérica - chamada de Gradiente Médio de Selecção - que nos permite compreender a dinâmica colectiva e a auto-organização da cooperação em populações em rede com um número arbitrário de camadas. Os resultados sugeren que interações em múltiplos domínios podem transformar os dilemas originais de uma forma pouco trivial, criando novas bacias de atracção e equilíbrios estáveis ausentes quando se considera apenas uma única rede (ou domínio de interacção), promovendo (ou não) a cooperação, dependendo do número de camadas, da força do dilema, da topologia da rede, ou o nível de sobreposição de graus entre camadas., en=Understanding the mechanisms behind the origin and maintenance of cooperation has been the focus of much research during the last decades. In that context, the underlying structure of social interactions has been shown to greatly influence the chances of reaching high levels of cooperation. However, real networked systems are often shaped by multiple interdependencies that are not conveniently captured by a single network. For instance, in social networks, individuals can be connected through different types of relationships --- originating from collaboration, professional, friendship, or family ties --- which can be conveniently described by a multilayer network. In this thesis, we analyze how a population structured as a multilayer network of interactions alters the chances of reaching cooperation. In particular, we aim to understand under which conditions networked interactions effectively transform, globally, the social dilemmas of cooperation that individuals locally face. To that end, we implement a novel numerical tool that allows us to track the self-organization of cooperation in networked populations with an arbitrary number of layers. Our results show that interactions in multiple layers can transform the original dilemmas, creating new basins of attraction and stable {\it equilibria}, absent in a single type of network. Finally, we show that these game transformations are not trivial. Cooperation may either increase or decrease, depending on factors such as the number of layers, the strength of the dilemma, the topology of the network, or the level of degree overlap among layers.}
{pt=Cooperação, Multi-camada, Rede, Transformações, Teoria de Jogos., en=Cooperation, Multilayer, Network, Transformations, Game Theory.}

Dezembro 4, 2018, 14:0

Orientação

ORIENTADOR

Francisco João Duarte Cordeiro Correia dos Santos

Departamento de Engenharia Informática (DEI)

Professor Associado

ORIENTADOR

Flávio Luís Portas Pinheiro

NOVA IMS - Nova Information Management School

Professor Auxiliar Convidado