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John H. Holland Ordem Oculta COMO A ADAPTÃÇÃO CONSTROI A COMPLEXIDADE Cap. I - Elementos Básicos Angela Fleury Lucia Alves F. Silva Juarez Domingues Carneiro.

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1 John H. Holland Ordem Oculta COMO A ADAPTÃÇÃO CONSTROI A COMPLEXIDADE Cap. I - Elementos Básicos Angela Fleury Lucia Alves F. Silva Juarez Domingues Carneiro

2 CONSIDERAÇÕES INICIAIS O todo é mais do que a soma de suas partes. A coerência e persistência de cada sistema depende de interações extensivas, da agregação de diversos elementos e da adaptação ou aprendizado. Mesmo que sistemas complexos sejam diferentes em detalhe, a questão da coerência sob mudança é o enigma central para cada um. Muitos sca s têm a propriedade em que uma pequena entrada pode produzir mudanças grandes, previsíveis e direcionadas – um efeito amplificador. A tarefa de formular teoria para sca s é mais do que geralmente difícil, porque o comportamento de um sca inteiro é mais do que a simples soma dos comportamentos de suas partes; sca s são abundantes em não-linearidades.

3 AGENTES, META-AGENTES, E ADAPTA Ç ÃO É útil pensar no comportamento de um agente como determinado por uma coleção de regras. Uma vez que especificamos a gama de possíveis estímulos e o conjunto de respostas permitidas para um dado agente, determinamos os tipos de regras que o agente pode ser. Então, ao olhar para estas regras agindo em seqüência, chegamos aos comportamentos abertos ao agente. É neste ponto que o aprendizado ou a adaptação acontece. Adaptação, no uso biológico, é o processo pelo qual um organismo se encaixa em seu ambiente. Veremos sca s como sistemas compostos por agentes descritos em termos de regras que interagem. Esses agentes se adaptam mudando suas regras enquanto a experiência se acumula. Em sca s, uma grande parte do ambiente de qualquer agente adaptativo dado consiste de outros agentes adaptativos, de forma que uma porção dos esforços de qualquer agente na adaptação seja gasta adaptando-se a outros agentes adaptativos. Esta característica é uma grande fonte dos padrões temporais complexos que sca s geram. Para entender sca s, devemos entender esses padrões que sempre mudam.

4 SETE BASES As sete bases consistem de quatro propriedades e três mecanismos que são comuns a todos os sca s.

5 SETE BASES Cont.. Sete Bases para Sistemas Adaptativos Complexos

6 1 - AGREGAÇÃO (Propriedade ) Agregamos coisas similares em categorias – árvores, carros, bancos – e então as tratamos como equivalentes. A agregação neste sentido é uma das nossas técnicas principais para construir modelos. Decidimos que detalhes são irrelevantes para as questões de interesse e passamos a ignorá-los. O segundo sentido de agregação está proximamente relacionado ao primeiro, mas é mais uma questão de o que scas fazem, em vez de como os modelamos. Está relacionado à emergência de comportamentos complexos de larga escala a partir de interações agregadas de agentes menos complexos. Agregados assim formados podem agir como agentes num nível mais alto – meta-agentes. As interações desses meta-agentes freqüentemente são melhores descritas em termos de suas propriedades agregadas. Assim, falamos do produto interno bruto de uma economia, ou da identidade fornecida pelo sistema imunológico, ou do comportamento de um sistema nervoso. Meta-agentes podem, claro, agregar de volta para gerar meta-meta-agentes. Quando esse processo é repetido várias vezes, chegamos à organização hierárquica tão típica dos sca s. Cont..

7 2 - MARCAÇÃO/ETIQUETA (Mecanismo) Mecanismo que facilita consistentemente a formação de agregados. Quando examinamos de perto exemplos diferentes de marcação, vemos que há uma característica em comum: sca s usam etiquetas para manipular simetrias. O exemplo clássico de uma simetria total é o de uma esfera perfeita, como a bola branca no bilhar ou globo terrestre. Etiquetas são uma característica difusa dos sca s porque facilitam a interação seletiva. Elas permitem que os agentes selecionem entre agentes ou objetos que de outra forma seriam indistinguíveis. Interações bem estabelecidas baseadas em etiquetas fornecem uma base firme para filtragem, especialização e cooperação. Isto, em troca, leva à emergência de meta-agentes e organizações que persistem mesmo que seus componentes estejam mudando continuamente. Etiquetas são os mecanismos por trás da organização hierárquica. Cont..

8 3 - NÃO LINEARIDADE (Propriedade) Linearidade significa que podemos obter um valor para o todo adicionando os valores de suas partes. Quando há números maiores de espécies (como num ecossistema ou numa cidade), a agregação faz a diferença entre viabilidade e inviabilidade quando chegamos à análise. Estamos agora no final desta história em particular. Vimos que mesmo nas situações mais simples a não-linearidade pode interferir numa abordagem linear a agregados. Este ponto se mantém no geral. Interações não-lineares quase sempre tornam o comportamento do agregado mais complicado do que seria previsto por soma ou média. Cont..

9 4 - FLUXOS (Propriedade) Há duas propriedades de fluxos, bem conhecidas da economia, que são importantes para todos os sca s. Efeito múltiplo - que ocorre se alguém injeta recursos adicionais num nó. Tipicamente este recurso é passado de nó para nó, possivelmente sendo transformado pelo caminho, e produz uma cadeia de mudanças. Efeito de reciclagem - o efeito de ciclos nas redes Cont..

10 5 - Diversidade (Propriedade) As interações do ecossistema são amplamente recriadas, embora os agentes sejam bem diferentes. A diversidade também surge quando o espalhamento de um agente abre um novo nicho – oportunidades para novas interações – que pode ser explorado por modificações de outros agentes. O mimetismo, um fenômeno biológico difuso, é um bom exemplo. A diversidade de sca s é um padrão dinâmico, freqüentemente persistente e coerente: os padrões de sca s evoluem. A partir da discussão anterior sobre reciclagem, sabemos que agentes que participam de fluxos cíclicos fazem o sistema reter recursos. Os recursos assim retidos podem ser posteriormente explorados – eles oferecem novos nichos a serem explorados por novos tipos de agentes. Partes de um sca s que exploram essas possibilidades, particularmente partes que aumentam mais a reciclagem, prosperarão. Partes que não o fazem perderão seus recursos para as que fazem. Esta é o grande mandado da seleção natural. É um processo que leva à diversidade crescente através da reciclagem crescente. Cont..

11 6 – MODELOS INTERNOS (Mecanismo) Todos os sca s antecipam. Para entender a antecipação, temos que entender um mecanismo que é por si só complexo – um modelo interno. A manobra básica para construir modelos foi apontada pelo exame anterior da agregação: eliminar detalhes para que padrões selecionados sejam enfatizados. Como os modelos de interesse aqui são interiores ao agente, o agente deve selecionar padrões na torrente de entrada que recebe e então deve converter esses padrões em mudanças em sua estrutura interna. É útil distinguir dois tipos de modelos internos, tácito e aberto. Um modelo interno tácito simplesmente prescreve uma ação atual, sob uma previsão implícita de algum estado futuro desejado. Um modelo interno aberto é usado como base para explorações explícitas, mas internas, de alternativas, um processo freqüentemente chamado de pensar no futuro. Tanto modelos tácitos quanto abertos são encontrados em sca s de todos os tipos – as ações e a identidade fornecidas por um sistema imunológico cai no lado tácito da escala, enquanto que os modelos internos de agentes numa economia são ao mesmo tempo tácitos e abertos. Se as ações resultantes anteciparem conseqüências futuras úteis, o agente tem um modelo interno efetivo; se não, ele tem um não efetivo. Assim, variantes do modelo estão sujeitos à seleção e adaptação progressiva. Cont..

12 7 - Blocos de Montar (Mecanismo) Em situações realistas, um modelo interno deve ser baseado em amostras limitadas de um ambiente perpetuamente novo. Mas o modelo só pode ser útil se há algum tipo de repetição das situações modeladas. A capacidade humana de decompor uma cena complexa em partes, que as podem ser usadas e reusadas numa grande variedade de combinações, como um conjunto de blocos de montar de criança. Realmente, é evidente que separamos uma cena complexa buscando elementos já testados para reutilização pela seleção natural e aprendizado. Como reutilização significa repetição, começamos a ver como podemos ter repetição enquanto nos confrontamos com cenas perpetuamente novas. Ganhamos experiência através do uso repetido de blocos de montar, mesmo que eles nunca apareçam duas vezes exatamente na mesma combinação. Uso de blocos de montar para gerar modelos internos é uma característica difusa de sistemas adaptativos complexos. Quando o modelo é tácito, o processo de descobrir e combinar os blocos de montas geralmente procede numa escala de tempo evolucionária. Quando o modelo é aberto, a escala de tempo pode ter ordens de magnitude mais curta. Cont..

13 CONCLUSÃO O Papel das Sete Bases no Estudo de Sistemas Adaptativos Complexos Modelos internos (mecanismo) Modelos internos (Mec.) Marcação/etiqueta (Mec.) Fluxo (Prop.) Blocos de Montar (Mec.) Não linearidade (Prop.) Agregação (Prop.) Diversidade (Prop.)

14 CONCLUSÃO Sistemas adaptativos complexos são bem diferentes da maioria dos sistemas que foram estudados cientificamente. Eles exibem coerência sob mudança, via ação condicional e antecipação, e o fazem sem direção central. Ao mesmo tempo, pareceria que sca s têm pontos de apoio, nos quais pequenas quantidades de entrada produzem mudanças grandes e direcionadas. Para problemas tão complexos, é improvável que façamos algum processo substancial sem guias teóricas. Cont..

15 EGC X SISTEMAS ADAPTATIVOSCOMPLEXOS Atuação dos egressos do EGC sempre será ambiente complexo: social, ambiental, empresarial, etc. Para entender o ambiente empresarial deverá ter em mente as Sete Bases de forma integrada, aqui separadas, apenas didaticamente: Agregação e Etiquetas - para entender a identidade, Não Linearidade e Fluxos - para entender os processos, Diversidade – para focalizar as estruturas e a visão sistêmica, Blocos de Montar – para perceber a história e suas mudanças, Modelos Internos – para entender seus processos decisórios.


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