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Introdução à Teoria da Complexidade Christianne C.S.R. Coelho, Dra. Francisco A. P. Fialho, DR.

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1 Introdução à Teoria da Complexidade Christianne C.S.R. Coelho, Dra. Francisco A. P. Fialho, DR.

2 As verdadeiras descobertas não consistem em visualizar novas terras, mas ver com novos olhos. (Marcel Proust)

3 Conteúdo Ciência Sistemas Sistemas Complexos Teoria da Complexidade Sistemas Adaptativos Complexos Complexidade e Sustentabilidade nas Organizações Institutos de Pesquisas

4 Abordagem analítica ou reducionista – o universo é constituído de objetos que podiam ser isolados no espaço e no tempo e obedeciam a leis universais. O objeto é uma entidade fechada e distinta que se define isolando suas características e suas propriedades do observador e do ambiente. Na visão da ciência clássica, conhecer um objeto é conhecer sua situação no espaço ( posição, velocidade), suas qualidades físicas ( massa e energia), suas propriedades químicas e as leis gerais que agem sobre ele. CIÊNCIA

5 Abordagem analítica ou reducionista Ganhou notoriedade pela capacidade de caracterizar, descrever e decompor um objeto em elementos e neles intervir de modo eficaz. CIÊNCIA

6 Abordagem sistêmica a explicação dos objetos não podem mais ser encontrada unicamente na natureza dos seus constituintes elementares, mas na natureza organizacional e sistêmica, a qual transforma o caráter dos componentes. Os objetos além das características físicas, possuem capacidade de interação consigo mesmo e com outros objetos, capacidade de organização e propriedades emergentes, as quais sofrem influência a influência do ambiente e do observador. CIÊNCIA

7 Sistemas... e... suas representações

8 Sistemas Um sistema é qualquer porção ou todo arbitrário de um processo escolhido para análise, ou um conjunto de dois ou mais elementos que estão inter-relacionados (Nóbrega, 1999). Um sistema é uma totalidade que é criada pela integração de um conjunto estruturado de partes componentes, cujas inter-relações estruturais e funcionais criam um inteireza que não se encontra implicada por aquelas partes componentes quando desagregadas.

9 Sistemas Complexos Definição Os sistemas complexos são sistemas com múltiplos componentes em interação, cujo comportamento não pode ser inferido a partir do comportamento das partes, isto é, exibem propriedades que emergem da interação das suas partes. Características dos sistemas complexos Envolvem muitos componentes, apresentam uma dinâmica de interação entre eles, dando origem a um número de níveis ou escalas que exibem comportamentos comuns, apresentando processos de emergência e auto-organização.

10 Características dos Sistemas Complexos

11 Teoria da complexidade é o nome usualmente utilizado para descrever um conjunto de estudos interdisciplinares que compartilham a idéia que todas as coisas tendem a se auto- organizarem em sistemas. Auto-organização é um princípio fundamental do universo do qual fazemos partes. Sistemas abertos auto-organizados usam energia, material e feedback (informação) do seus ambientes externos e internos para se organizarem. Este processo não direcionado ou controlado por uma entidade consciente, mas emerge através da inter-relações das partes dos sistemas. Teoria da Complexidade

12 A Teoria da complexidade estudas as propriedades fundamentais das redes de feedback não lineares. ( Stacey, 1996) Determinísticas Adaptativas Em especial, ela está interessada nos sistemas adaptativos complexos, que são sistemas que têm um esquema, isto é, uma compreensão da informação com a qual se possa prever o ambiente. Teoria da Complexidade

13 Fundamentos da teoria da complexidade A busca de regras simples que promovem o comportamento complexo; Identificação dos feedbacks entre os elementos do sistema; O estudo da evolução do sistema. Teoria da Complexidade

14 Técnicas utilizadas nos estudos da teoria da complexidade Utilização de frameworks (estrutura de conceitos) para descrição e análise dos sistemas. Modelagem baseada em agente ( compreende a especificação de como agentes individuais (pessoas, organizações ou nações) interagem entre si e com o seu ambiente. Simulação usada para descobrir as propriedades emergentes do modelo, e assim ter insights sobre os processos dinâmicos, o quais são muito difíceis de modelar a partir de técnicas matemáticas padrão. Teoria da Complexidade

15 As aplicações dos estudos da Teoria da complexidade incluem: Desenvolvimento de drogas através da aplicação de evolução molecular; Desenvolvimento de softwares agentes e software de sistemas auto-organizados; Desenvolvimento de base de dados distribuídos e sistemas de gerenciamento de informações; Projeto de estruturas corporativas para rede de organizações. Teoria da Complexidade

16 15 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

17 Sistemas Adaptativos Complexos Os SAC são sistemas compostos de um grande número de agentes que interagem uns com os outros para produzir uma estratégia de sobrevivência adaptada para eles mesmos e, portanto, para o sistema ou partes do sistema as quais eles pertencem.

18 Os SAC são, sem exceção, constituídos de um grande número de elementos ativos que são diferentes na forma e na capacidade. Sistemas Adaptativos Complexos

19 12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

20 Agente Elemento do SAC, tem a habilidade de interagir com seu ambiente, incluindo outros agentes. Um agente pode responder pelo que acontece ao seu redor e pode fazer coisas com mais ou menos propósito. Quando falamos de agente nós usualmente esperamos que eles tenham um número de propriedades: localização - onde os agentes operam; capacidades – como o agente pode afetar o mundo, e memória – que impressões esse agente pode trazer do seu passado. 12 Conceitos Centrais

21 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

22 Estrutura de Referência Estratégia É um padrão de ação condicional que indica o que fazer em quais circunstâncias e/ou a maneira como um agente responde a sua vizinhança e persegue seus objetivos. Inclui escolha deliberada, no sentido do termo estratégia de negócios, mas também inclui padrões de resposta que perseguem objetivos com pouca ou nenhuma deliberação. 12 Conceitos Centrais

23 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

24 Estrutura de Referência Artefato Um recurso material que tem localização definida e pode reagir às ações dos agentes. 12 Conceitos Centrais

25 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

26 Estrutura de Referência População É um conjunto de agentes, ou em algumas situações, conjunto de estratégias que tem características similares. Se estamos interassados em investigar a complexidade, populações são importantes em três aspectos: - Como fonte de possibilidades para se aprender; - Como recipientes para uma nova melhoria encontrada; e - Como parte do nosso ambiente. 12 Conceitos Centrais

27 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

28 Estrutura de Referência Tipo É uma categoria de agente ou de estratégia dentro de uma grande população que compartilha algumas características que são detectáveis. A noção de tipo facilita a análise da variedade. Freqüentemente, distinguimos tipos por alguns aspectos das propriedades dos agentes ou das estratégias na população ou por analistas externos. 12 Conceitos Centrais

29 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

30 Estrutura de Referência Variedade/Variação A variação é um dos processos essenciais de um SAC. Está relacionada à quantidade, ao aparecimento e à extinção de tipos, dentro de uma população ou sistema. A questão –chave: Qual o equilíbrio correto entre variedade e uniformidade? 12 Conceitos Centrais

31 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

32 Estrutura de Referência Padrão de Interação/ Interação A Interação é um dos processos essenciais de um SAC. Está relacionada: -as regularidades recorrentes do contato entre os tipos de agentes dentro do sistema; - as estruturas das populações que determinam quais pares de agentes tem mais probabilidade de interagir e quais não tem. Questão-chave: O que deve interagir com o que, quando e como? 12 Conceitos Centrais

33 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

34 Estrutura de Referência Espaço físico Está relacionado a localização no espaço geográfico e no tempo de agentes e artefatos. Espaço conceitual Está relacionado a localização num conjunto de categorias estruturadas de forma que agentes próximos tenderão a interagir. 12 Conceitos Centrais

35 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

36 Estrutura de Referência Seleção Seleção A Seleção é um dos processos essenciais de um SAC. Está relacionada ao conjunto de processos que conduzem a um acréscimo ou decréscimo na freqüência de vários tipos de agentes, estratégias (e artefatos) Questão-chave: Quais agentes e estratégia devem ser copiados e quais devem ser destruídos? 12 Conceitos Centrais

37 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

38 Critério de sucesso ou medida de desempenho É um indicador usado por um agente ou designer para atribuir crédito na seleção de estratégias ou agentes com sucesso (ou insucesso). Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

39 Estrutura de Referência 12 Conceitos Centrais

40 Estrutura de Referência 15 Conceitos Centrais

41 Como os conceitos centrais formam uma Estrutura de referência coerente?

42 Agentes, de uma variedade de tipos, usam suas estratégias, em interações padronizadas, entre si e com artefatos, formando populações de agentes e/ou estratégias. As interações são afetadas pelo tempo e pelos espaços físico e conceitual em que os agentes estão inseridos. Medidas de desempenho com base em critérios de sucesso dos eventos resultantes direcionam a seleção de agentes e/ou estratégias através de cópia e recombinação, mudando assim a freqüência dos tipos dentro do sistema. A capacidade interna de auto- organização quanto o status de adaptação externa do sistema vão determinar a sua evolução. A trajetória de evolução do sistema pode ser representada por um atrator.

43 O que o usuário da estrutura de referência pode fazer ?

44 Vencedores do Prêmio Expressão de Ecologia

45

46

47 Vencedores na Categoria Controle da Poluição

48 Coopercentral – População de Estratégias

49 Estratégias das Empresas Concorrentes

50 Coopercentral – População de Agentes

51 COCAMAR – AGENTES E ARTEFATOS SOJA

52 Brasil SOJA

53 Organizações são redes que consistem de um grande número de agentes – pessoas – que interagem uns com os outros de acordo com um conjunto de regras de conduta que nós chamamos de esquemas. (Stacey, 1996) Organizações como SAC

54 SOJA Organizações como SAC 3 agentes

55 Santa Fe Institute Institutos de Pesquisa

56 Santa Fe Institute Complex Systems Summer Schools The topics this year include: Cancer as a complex adaptive system Neuro-cognitive development Ecological dynamics and robustness Interactions between physics and computation Institutos de Pesquisa

57 New England Complex Systems Institute Institutos de Pesquisa

58 New England Complex Systems Institute Institutos de Pesquisa Evolution and Ecology Networks Negotiation Multiscale Representations Quantitative Languages Artificial self-replication and evolution Environmental complexity Complex Systems Perspectives on Education and Education System Necsi Research Projects

59 O espaço de possibilidades atuação de uma pessoa ou de uma organização é limitado pelo conhecimento disponível para ela e seus membros – por que é a partir deste conhecimento que sua realidade será construída.

60 Qual o espaço de possibilidades dos profissionais da área de Engenharia e Gestão do Conhecimento? Como a teoria da complexidade pode auxiliar os profissionais da área Engenharia e Gestão do Conhecimento a ampliar suas possibilidades?


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