2006 Dozier Award Winner / Agent-based models can provide paleoanthropologists with a view of behavioral dynamics and site formation processes as they unfold in digital caricatures of past societies and paleoenvironments. This paper argues that the agent-based methodology has the most to offer when used to conduct controlled, repeatable experiments within the context of behavioral laboratories. To illustrate the potential of this decidedly heuristic approach, I provide a case study of a simple agent-based model currently being used to investigate the evolution of Plio-Pleistocene hominin food sharing in East Africa. The results of this null model demonstrate that certain levels of ecological patchiness can facilitate the evolution of even simple food sharing strategies among equally simple hominin foragers. More generally, they demonstrate the potential that agent-based models possess for helping historical scientists act as their own informants as to what could have happened in the past.

This dissertation begins with a comprehensive review of the evolutionary biological debate over the evolution of altruism and a discussion of how various models of mechanism have influenced the models of circumstance that paleoanthropologists continue to use in reconstructing details about the level of cooperation displayed by early hominin societies. The remainder of the dissertation concerns itself with systematically exposing previously unquestioned assumptions to potential falsification as well as with exploring some new scenarios concerning the evolution and landscape archaeology of Plio-Pleistocene hominin food sharing, all via a null agent-based model called SHARE. This heuristic model was built to address two major questions: (1) What range of ecological and social conditions facilitates the evolution of food sharing in artificial Plio-Pleistocene hominin populations and (2) Is food sharing at central places necessary for the formation of the so-called "scatter and patches" archaeological landscapes that are characteristic of the Plio-Pleistocene record in East Africa? In answer to the first question, population-level genetic results collected from artificial societies of hominin agents demonstrate that the so-called transitional zone of ecological patchiness can facilitate the evolution of altruistic food sharing in mixed starting populations, even if foragers lack the ability to remember past interactions or to avoid social cheaters. In answer to the second question, ecological patchiness can affect the movements of simple foragers such that the artificial archaeological landscapes they create display the same spatial signature that characterizes observed Oldowan landscapes. That is, in ecological conditions marked by fragmented food resources, archaeological landscapes composed of both concentrated patches and diffuse scatters can form as a result of solitary foragers using simple routes that are in no way tethered to culturally-defined and culturally-maintained central places. In the end, SHARE provides new hypotheses about how ecological patchiness could have influenced both the evolution of altruistic food sharing and the structure of Lower Paleolithic archaeological landscapes. The latter can be tested in the field by looking at the relationship between artifact density and the paleoenvironmental characteristics of locales both in which artifacts are abundant and from which they are conspicuously absent.

A principal proposta deste trabalho consiste na exploração e definição de bases teóricas e tecnológicas que possam sustentar a utilização do modelo de sistema computacional, chamado de Sociedades Artificiais, como uma ferramenta de aprendizagem. Parte-se do pressuposto de que uma futura implementação desse modelo gerará um tipo específico de ambiente informatizado de aprendizagem que permitirá simulação social, e que, essa simulação social, orientada segundo mecanismo de interação específico, discutido nesse trabalho, será capaz de gerar a aprendizagem significativa de noções sociais. Constata-se que as ferramentas atualmente utilizadas em informática educativa produzem, essencialmente, dois tipos de ganhos: o ganho de tempo, em função da velocidade de processamento dos computadores; e o ganho de espaço de armazenamento e organização, por manipularem-se dados digitalizados. Esses dois ganhos geram ganhos secundários, principalmente relacionados à produtividade, por permitirem o reaproveitamento, reprodução e distribuição de material digitalizado, na construção de material educacional, de forma rápida e com baixo custo operacional. Contudo, esses benefícios, não exploram todo o potencial da natureza computacional da informática. Defende-se a idéia de que Sociedades Artificiais são sistemas computacionais que transcendem os ganhos atuais obtidos em informática educativa, trazendo contribuições significativas para o processo de aprendizagem de noções de interação em ambiente social; por permitirem a interação pró-ativa do aluno com um sistema que produz simulação de interação social complexa não determinista. Portanto, propõe-se uma arquitetura e um modelo de Sociedades Artificiais, juntamente com um mecanismo de interação, que visa à elaboração de um ambiente de aprendizagem informatizado. A metodologia para validação dessa proposição consistirá no estudo teórico e reflexivo das bases conceituais, com ênfase na revisão de Maturana. Acredita-se que o aparato conceitual de Maturana, em particular a Biologia do Conhecer, é suficiente para justificar a elaboração e utilização de Sociedades Artificiais para o enriquecimento do processo de aprendizagem de noções sociais. A contribuição deste trabalho é a produção de material teórico sobre o tema Sociedades Artificiais e a sugestão de um modelo que permite sua utilização em ambientes informatizados de aprendizagem. Sugere-se, em continuidade, a construção de Sociedades Artificiais segundo o modelo aqui apresentado e pesquisas que avaliem os resultados na aprendizagem. / The main proposal of this work consists of the exploration and definition of theoretical and technological basis that can support the use of the computational model system, called Artificial Societies, as a learning tool. It is believed that a future implementation of this model will generate a specific type of a computer based learning environment that will allow social simulation, and this social simulation, guided by the specific interaction engine argued in this work, will be capable to generate a significant learning of social concept. It is established that the tools currently used in educative computer science produce, essentially, two types of benefits: the time benefit, due to the speed processing of the computers and the benefit of storage space and organization, by manipulation of the digital data. These two profits generate secondary gains, mainly related to the productivity, by allowing the reutilization, reproduction and distribution of digital contents, in the construction of educational content, with fast and low operational cost. However, these benefits, do not explore all the potential of the computational nature of computer science. It is considered the idea that Artificial Societies are computational systems that exceed the current advantages in educative computer science, bringing significant contributions in the learning of interactive social notion in social environment, by allowing a pro-active interaction of the apprentice with a system that produces a complex non-determinist simulation of social interaction. Therefore, an architecture and a model of Artificial Societies are considered together with a interactive mechanism that aims at the elaboration of a computer based learning environment. The methodology to validate this proposal will consist of the theoretical and reflective study of the conceptual basis, with emphasis in the revision of Maturana. It is believed that the conceptual base of Maturana, mainly the Biology of Knowledge, is enough to justify the elaboration and use of Artificial Societies in the learning process. The contribution of this work is the production of theoretical material on the subject Artificial Societies and the suggestion of a model that allows its application in computer based learning environments. It is suggested, for future research, the construction of Artificial Societies according to the model presented here, as well as research on the benefits of learning in specific groups that might use such technology.

A principal proposta deste trabalho consiste na exploração e definição de bases teóricas e tecnológicas que possam sustentar a utilização do modelo de sistema computacional, chamado de Sociedades Artificiais, como uma ferramenta de aprendizagem. Parte-se do pressuposto de que uma futura implementação desse modelo gerará um tipo específico de ambiente informatizado de aprendizagem que permitirá simulação social, e que, essa simulação social, orientada segundo mecanismo de interação específico, discutido nesse trabalho, será capaz de gerar a aprendizagem significativa de noções sociais. Constata-se que as ferramentas atualmente utilizadas em informática educativa produzem, essencialmente, dois tipos de ganhos: o ganho de tempo, em função da velocidade de processamento dos computadores; e o ganho de espaço de armazenamento e organização, por manipularem-se dados digitalizados. Esses dois ganhos geram ganhos secundários, principalmente relacionados à produtividade, por permitirem o reaproveitamento, reprodução e distribuição de material digitalizado, na construção de material educacional, de forma rápida e com baixo custo operacional. Contudo, esses benefícios, não exploram todo o potencial da natureza computacional da informática. Defende-se a idéia de que Sociedades Artificiais são sistemas computacionais que transcendem os ganhos atuais obtidos em informática educativa, trazendo contribuições significativas para o processo de aprendizagem de noções de interação em ambiente social; por permitirem a interação pró-ativa do aluno com um sistema que produz simulação de interação social complexa não determinista. Portanto, propõe-se uma arquitetura e um modelo de Sociedades Artificiais, juntamente com um mecanismo de interação, que visa à elaboração de um ambiente de aprendizagem informatizado. A metodologia para validação dessa proposição consistirá no estudo teórico e reflexivo das bases conceituais, com ênfase na revisão de Maturana. Acredita-se que o aparato conceitual de Maturana, em particular a Biologia do Conhecer, é suficiente para justificar a elaboração e utilização de Sociedades Artificiais para o enriquecimento do processo de aprendizagem de noções sociais. A contribuição deste trabalho é a produção de material teórico sobre o tema Sociedades Artificiais e a sugestão de um modelo que permite sua utilização em ambientes informatizados de aprendizagem. Sugere-se, em continuidade, a construção de Sociedades Artificiais segundo o modelo aqui apresentado e pesquisas que avaliem os resultados na aprendizagem. / The main proposal of this work consists of the exploration and definition of theoretical and technological basis that can support the use of the computational model system, called Artificial Societies, as a learning tool. It is believed that a future implementation of this model will generate a specific type of a computer based learning environment that will allow social simulation, and this social simulation, guided by the specific interaction engine argued in this work, will be capable to generate a significant learning of social concept. It is established that the tools currently used in educative computer science produce, essentially, two types of benefits: the time benefit, due to the speed processing of the computers and the benefit of storage space and organization, by manipulation of the digital data. These two profits generate secondary gains, mainly related to the productivity, by allowing the reutilization, reproduction and distribution of digital contents, in the construction of educational content, with fast and low operational cost. However, these benefits, do not explore all the potential of the computational nature of computer science. It is considered the idea that Artificial Societies are computational systems that exceed the current advantages in educative computer science, bringing significant contributions in the learning of interactive social notion in social environment, by allowing a pro-active interaction of the apprentice with a system that produces a complex non-determinist simulation of social interaction. Therefore, an architecture and a model of Artificial Societies are considered together with a interactive mechanism that aims at the elaboration of a computer based learning environment. The methodology to validate this proposal will consist of the theoretical and reflective study of the conceptual basis, with emphasis in the revision of Maturana. It is believed that the conceptual base of Maturana, mainly the Biology of Knowledge, is enough to justify the elaboration and use of Artificial Societies in the learning process. The contribution of this work is the production of theoretical material on the subject Artificial Societies and the suggestion of a model that allows its application in computer based learning environments. It is suggested, for future research, the construction of Artificial Societies according to the model presented here, as well as research on the benefits of learning in specific groups that might use such technology.

A principal proposta deste trabalho consiste na exploração e definição de bases teóricas e tecnológicas que possam sustentar a utilização do modelo de sistema computacional, chamado de Sociedades Artificiais, como uma ferramenta de aprendizagem. Parte-se do pressuposto de que uma futura implementação desse modelo gerará um tipo específico de ambiente informatizado de aprendizagem que permitirá simulação social, e que, essa simulação social, orientada segundo mecanismo de interação específico, discutido nesse trabalho, será capaz de gerar a aprendizagem significativa de noções sociais. Constata-se que as ferramentas atualmente utilizadas em informática educativa produzem, essencialmente, dois tipos de ganhos: o ganho de tempo, em função da velocidade de processamento dos computadores; e o ganho de espaço de armazenamento e organização, por manipularem-se dados digitalizados. Esses dois ganhos geram ganhos secundários, principalmente relacionados à produtividade, por permitirem o reaproveitamento, reprodução e distribuição de material digitalizado, na construção de material educacional, de forma rápida e com baixo custo operacional. Contudo, esses benefícios, não exploram todo o potencial da natureza computacional da informática. Defende-se a idéia de que Sociedades Artificiais são sistemas computacionais que transcendem os ganhos atuais obtidos em informática educativa, trazendo contribuições significativas para o processo de aprendizagem de noções de interação em ambiente social; por permitirem a interação pró-ativa do aluno com um sistema que produz simulação de interação social complexa não determinista. Portanto, propõe-se uma arquitetura e um modelo de Sociedades Artificiais, juntamente com um mecanismo de interação, que visa à elaboração de um ambiente de aprendizagem informatizado. A metodologia para validação dessa proposição consistirá no estudo teórico e reflexivo das bases conceituais, com ênfase na revisão de Maturana. Acredita-se que o aparato conceitual de Maturana, em particular a Biologia do Conhecer, é suficiente para justificar a elaboração e utilização de Sociedades Artificiais para o enriquecimento do processo de aprendizagem de noções sociais. A contribuição deste trabalho é a produção de material teórico sobre o tema Sociedades Artificiais e a sugestão de um modelo que permite sua utilização em ambientes informatizados de aprendizagem. Sugere-se, em continuidade, a construção de Sociedades Artificiais segundo o modelo aqui apresentado e pesquisas que avaliem os resultados na aprendizagem. / The main proposal of this work consists of the exploration and definition of theoretical and technological basis that can support the use of the computational model system, called Artificial Societies, as a learning tool. It is believed that a future implementation of this model will generate a specific type of a computer based learning environment that will allow social simulation, and this social simulation, guided by the specific interaction engine argued in this work, will be capable to generate a significant learning of social concept. It is established that the tools currently used in educative computer science produce, essentially, two types of benefits: the time benefit, due to the speed processing of the computers and the benefit of storage space and organization, by manipulation of the digital data. These two profits generate secondary gains, mainly related to the productivity, by allowing the reutilization, reproduction and distribution of digital contents, in the construction of educational content, with fast and low operational cost. However, these benefits, do not explore all the potential of the computational nature of computer science. It is considered the idea that Artificial Societies are computational systems that exceed the current advantages in educative computer science, bringing significant contributions in the learning of interactive social notion in social environment, by allowing a pro-active interaction of the apprentice with a system that produces a complex non-determinist simulation of social interaction. Therefore, an architecture and a model of Artificial Societies are considered together with a interactive mechanism that aims at the elaboration of a computer based learning environment. The methodology to validate this proposal will consist of the theoretical and reflective study of the conceptual basis, with emphasis in the revision of Maturana. It is believed that the conceptual base of Maturana, mainly the Biology of Knowledge, is enough to justify the elaboration and use of Artificial Societies in the learning process. The contribution of this work is the production of theoretical material on the subject Artificial Societies and the suggestion of a model that allows its application in computer based learning environments. It is suggested, for future research, the construction of Artificial Societies according to the model presented here, as well as research on the benefits of learning in specific groups that might use such technology.