Construyendo el simulador del comportamiento humano

Construyendo el simulador del comportamiento humano. Jornadas de Ciencia Ciudadana. Zaragoza. 30 de junio 2016 Construyendo el simulador del comport

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Construyendo el simulador del comportamiento humano.

Jornadas de Ciencia Ciudadana. Zaragoza. 30 de junio 2016

Construyendo el simulador del comportamiento humano. Carlos Gracia.

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Jornadas de Ciencia Ciudadana. Zaragoza. 30 de junio 2016

Construyendo el simulador del comportamiento humano.

Jornadas de Ciencia Ciudadana. Zaragoza. 30 de junio 2016

´ Introduccion Teor´ıa de Juegos

TEOR´IA DE JUEGOS. ´ La teor´ıa de Juegos es una rama de la matematica aplicada basada en modelos para estudiar intereacciones mediante estructuras formalizadas de incentivos.

I.C. 1 j

i 2

u i

2

2

i

j

i

2 2

2

j

i

j

2 2 2 2 2 2 2 2

u vu vuvu vuvu vuvu v

1 1 1 1 i

j

i

j

i

j

i

i

i

j

i

j

i

j

i

j

´ Contribuciones de John Nash a los equilibrios estrategicos.

2 2

2

u v u v

1 1 1 1 j

2 2 2 2 2 2 2 2 u vu vuvu vuvu vuvu v

v

j

u v u v

u v u v

1 1 1 1 j

i

i

Aunque los or´ıgenes son anteriores, la teor´ıa moderna de juegos se formaliza en 1962 gracias a los trabajos de John von Neumann y Oskar Morgenstern.

1

1

j

j

u v u v

i

u

v 1

1

2

j

2 2 2 2 2 2 2 2

u vu vuvu vuvu vuvu v

1 1 1 1 i

j

i

j

i

j

i

j

2 2 2 2 2 2 2 2 u vu vuvu vuvu vuvu v

Se desarrollo´ en un principio como una herramienta para estudiar el comportamiento en econom´ıa; actualmente se aplica a campos tan diversos como la biolog´ıa f´ısica, ´ sociolog´ıa o control de trafico.

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´ Introduccion Dilema del prisionero.

Dilema del prisionero. ´ Juego simetrico para dos jugadores y dos posibles acciones: cooperar (C) y defectar (D).

C D C R S D T P

T>R>P>S

´ del oponente, la mejor respuesta es siempre defectar. Ante cualquier accion La suma de los pagos es mayor cuando ambos eligen cooperar (si T < 2R).

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Experimento a gran escala. ˜ Diseno

´ humana. Experimento a gran escala sobre cooperacion 1229 sujetos ´ 2 muestras: red regular Vs red heterogenea. 2 realizaciones: experimento y control. Numero aleatorio de rondas: 51 para el experimento y 58 para el control. ´

A) A

350

B)

600

C)

300 500

number of nodes

number of nodes

250 400 300 200

150 100

100 0

200

50

4

0 k

2

4

6

8

k

10

12

´ , J. A. Cuesta , A. Sanchez, ´ CGL, A. Ferrer , G. Ru´ız , A. Tarancon Y. Moreno. PNAS 109,12922(2012)

14

16

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Experimento a gran escala. ´ Resultados experimentales en redes heterogeneas.

El nivel de cooperacin NO depende de la topolog´ıa de la red. 1 0.8

A)

experiment

lattice heterogeneous

c

0.6 0.4 0.2 0 0

10

20

30 round

40

50

60

1 0.8

B)

control

lattice heterogeneous

c

0.6 0.4 0.2 0 0

10

20

30 round

40

50

60

´ , J. A. Cuesta , A. Sanchez, ´ CGL, A. Ferrer , G. Ru´ız , A. Tarancon Y. Moreno. PNAS 109,12922(2012)

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Experimento a gran escala. ´ Resultados experimentales en redes heterogeneas.

Las decisiones dependen de las acciones anteriores propias y en el entorno, pero no de los pagos obtenidos. lattice

1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

after C after D

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 density of C in the neighborhood

C)

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 density of C in the neighborhood

heterogeneous

0.4 C D

0.3

frequency

frequency

after C after D

0.5

0.4

0.2

C D

0.3 0.2 0.1

0.1 0

1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

D)

lattice

0.5

heterogeneous

B) probability of playing C

probability of playing C

A)

-5

0 Πd-Πc

5

10

0

-5

0 Πd-Πc

5

10

´ , J. A. Cuesta , A. Sanchez, ´ CGL, A. Ferrer , G. Ru´ız , A. Tarancon Y. Moreno. PNAS 109,12922(2012)

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´ Experimentos sobre cooperacion Otros experimentos...

´ experimentos... Mas

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´ Experimentos sobre cooperacion ´ a lo largo de las generaciones. La cooperacion

´ es independiente de la edad, El nivel de cooperacion ´ excepto las personas mayores, que cooperan mas.

probability of cooperation

0.60 0.55 0.50 0.45

control

0.40 0.35 0.30 0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

age (years)

´ ´ Y. Moreno, A. Sanchez. ´ M. Gutierrez-Roig, CGL, J. Perello, Nature communications 5, 4362 (2014).

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´ Experimentos sobre cooperacion ´ a lo largo de las generaciones. La cooperacion

Se observa un cambio en el comportamiento al final de la adolescencia.

˜ no tienen en cuenta su propia Los ninos ´ anterior, accion

probability of cooperation

0.8

after C

after D after C

probability of cooperation

0.7 0.6 0.5

probability of cooperation

0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

10

20

30

40

50

age (years)

60

70

80

90

probability of cooperation

probability of cooperation

1 0.9

sino que su comportamiento esta´ influenciado por las acciones que observan. 1.00 0.75

control

after D children

0.50 0.00 1.00 0.75

26-35

36-45

46-55

0.75 0.25

56-65

>65

0 1 2 3 number of cooperators in the neighborhood

0 1 2 3 number of cooperators in the neighborhood

0.50

0.00 1.00 0.75 0.50

0.25 0.00

0.00 1.00 0.50

0.25

0.75

0.75 0.25

0.50 0.00 1.00

0.00 1.00 0.50

0.25

0.75

0.75 0.25

17-25

0.50 0.00 1.00

1.00 0.50

0.25

0.25 0.00

´ ´ Y. Moreno, A. Sanchez. ´ M. Gutierrez-Roig, CGL, J. Perello, Nature communications 5, 4362 (2014).

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´ Experimentos sobre cooperacion ´ Redes dinamicas. ´ Reputacion,

´ El nivel de cooperacion ´ es significativamente mayor cuando los REPUTACION: jugadores conocen las pasadas acciones del resto de agentes.

fraction of cooperative actions

1.0

memory = 0

memory = 3

memory = 1

memory = 5

0.8 0.6 0.4 0.2 0.0 0

5

10

15

20

25

round

´ J. Cuesta, CGL, A. Ferrer , Y. Moreno , A. Sanchez. Scientific Reports, 5 (2015)

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´ Experimentos sobre cooperacion ´ Redes dinamicas. ´ Reputacion,

0.8

1C|D

fraction of accepted proposals

memory = 3

1

1C|C

0.6 0.4

DCC

CDC

proposer's previous actions

memory = 5

1 0.8

1C|D

2C|D

3C|D ~1C|C

2C|C

0.6 0.4 0.2 0

CCC

DCC

CDC

DDC

CCD

DCD

0

CDD

0.2

DDD

fraction of accepted proposals

´ de sus oponentes, as´ı como su La gente tiene en cuenta la ultima accion ´ ´ promedio. cooperacion ´ es una combinacion ´ pesada de la cooperacion ´ preomedio y de la La reputacion ´ ultima accion. ´

proposer's previous actions

3C|C

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´ Experimentos sobre cooperacion ´ Redes dinamicas. ´ Reputacion,

´ que los jugadores tienen en cuenta puede ser expresada como: La reputacion r = wClast + (1 − w)C. ´ de Los pesos w se pueden obtener mediante un ajuste lineal de la fraccion ´ de r, minimizando el residuo. propuestas de enlace aceptadas como funcion ´ muy influenciadas por la reputacion. ´ Las conexiones sociales estan memory = 5 fraction of accepted proposals

fraction of accepted proposals

memory = 3 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

0

0.2

0.4 0.6 0.8 cooperative reputation

1

1 0.8 0.6 0.4 0.2 0

0

0.2

0.4 0.6 0.8 cooperative reputation

´ J. Cuesta, CGL, A. Ferrer , Y. Moreno , A. Sanchez. Scientific Reports, 5 (2015)

1

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´ Experimentos sobre cooperacion Fenotipos

Clasificando el comportamiento humano en diferentes dilemas: ´ (SH), Anticoordinacion ´ (SG), Dilema del 4 juegos: Armon´ıa, Coordinacion prisionero. ´ Muestra muy heterogenea de 541 voluntarios.

HG

8

10

8

8

0.8

6

6

0.6

4

4

0.4

2

2

0.2

0

0

SG S

S

6 4

SH

2

PD

0 5

7

9

T

11 13 15

1

10

S

10

5

7

9

T

11 13 15

0 5

7

9

T

11 13 15

´ ´ ´ Moreno, Duch, Sanchez. ´ Poncela, Gutierrez, CGL, Vicens, Gomez, Perello, Science Advances. Submitted.

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´ Experimentos sobre cooperacion Fenotipos

Casi todos los sujetos se ajustan a un limitado numero de fenotipos: ´ Competitivos, Conservadores, Arriesgados y Altruistas. Optimist

Pessimist

Envious

Trustful

Undefined

Aggregation

Maximizes max-payoff

Maximizes min-payoff

Defeats opponent

Cooperates always

Decides randomly

Weighted sum

0

15

5

T

5

T

15

T

5

T

15

0

15

5

T

0

5

T

15

S 0

15

10

S 0

S

S 5

10

S

S 0

0

15

10

0

5

T

15

T

15

0

5

T

15

10

10

5

----10

S

T

p(C) = 0.5 10

S

5

p(C) = 1 10

S

10

S

S

Numerical

0 10

Experiment

S-T≥0

S>P 10

S

T

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