Teoria da Complexidade Introdução à Teoria da Complexidade Christianne C.S.R. Coelho, Dra. ccsrcoelho@aol.com Francisco A. P. Fialho, DR. fapfialho@aol.com

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

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

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

CIÊNCIA 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.

Sistemas... e... suas representações

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.

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.

Características dos Sistemas Complexos

Teoria da Complexidade 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 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.

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 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 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.

15 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

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.

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

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

Agente 12 Conceitos Centrais 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. Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

Estratégia 12 Conceitos Centrais 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. Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

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

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

População 12 Conceitos Centrais 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. Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

Tipo 12 Conceitos Centrais 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. Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

Variedade/Variação 12 Conceitos Centrais 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? Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

Padrão de Interação/ Interação 12 Conceitos Centrais 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? Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais 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. Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

Seleção 12 Conceitos Centrais 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? Estrutura de Referência

12 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

Critério de sucesso ou medida de desempenho 12 Conceitos Centrais 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 Estrutura de Referência

15 Conceitos Centrais Estrutura de Referência

Como os conceitos centrais formam uma Estrutura de referência coerente?

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.

O que o usuário da estrutura de referência pode fazer ?

Vencedores do Prêmio Expressão de Ecologia

Vencedores do Prêmio Expressão de Ecologia

Vencedores do Prêmio Expressão de Ecologia

Vencedores na Categoria Controle da Poluição

Coopercentral – População de Estratégias

Estratégias das Empresas Concorrentes

Coopercentral – População de Agentes

SOJA COCAMAR – AGENTES E ARTEFATOS

SOJA Brasil

SOJA Organizações como SAC “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) SOJA

Organizações como SAC SOJA 3 agentes

Institutos de Pesquisa Santa Fe Institute http://www.santafe.edu/

Institutos de Pesquisa Santa Fe Institute Complex Systems Summer Schools - 2004 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 New England Complex Systems Institute http://necsi.org/index.html

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

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.

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?