Em Teoria dos Jogos, o Dilema do Prisioneiro para N Participantes (DPNP) é o problema que representa, em sua forma elementar, o paradoxo que gera as dificuldades existentes na formação da cooperação entre mais de dois agentes. Diversos trabalhos foram e continuam sendo feitos sobre esse tema, no sentido de compreender melhor os fatores que influenciam o surgimento e a evolução da cooperação numa sociedade. Neste trabalho, o objetivo principal é o de analisar o impacto do poder expressivo de um modelo de representação de estratégias neste surgimento e evolução. Para tal, foi desenvolvido um modelo computacional de jogos evolutivos, onde agentes participam repetidamente do DPNP. Nele, as estratégias que definem qual será a jogada de um determinado agente são desenvolvidas e selecionadas através de mecanismos de mutação e reprodução daquelas que obtiveram melhores resultados nas iterações anteriores, e implementadas através de duas representações com diferentes poderes computacionais: autômatos finitos e autômatos adaptativos. Este modelo foi implementado num sistema denominado S2E2 onde foram executados diversos experimentos de simulação. Através da comparação dos resultados obtidos para ambas as representações, verificou-se que em ambos os casos a sociedade consegue atingir, após um período inicial, um nível de cooperação relativamente alto e estável. A análise das estratégias utilizadas pelos agentes, entretanto, mostrou que o uso de autômatos adaptativos resulta em uma pequena vantagem, embora estatisticamente não significativa, pois permite surgir estratégias que visam retornar a uma situação de cooperação. / In Game Theory, the n-Players Prisoner\'s Dilemma (NPPD) is a problem that represents, in its elementary form, the paradox that leads to the existing difficulties in the development of cooperation between two or more agents. Many works were and are still being done about this subject, trying to better understand the factors that influence the development and evolution of cooperation in a society. In this work, the main objective is to analyze the impact of the expressive power of the strategies representation model in this development and evolution. In order to do so, a computational model of evolutionary games was developed, where agents are spatially distributed and participate on the NPPD with five participants, interacting only with their neighbors. In this model, the strategies that define the agent\'s decisions are developed and selected through mutation and reproduction of those strategies that obtained better results in the last iterations, and they are implemented by two representations with different computational power: finite automata and adaptative automata. This model was implemented in a system called S2E2 and several simulation experiments were carried on. Comparing the results obtained in those experiments, it was verified that after an initial period of time in both cases the society achieved a relatively high and stable level of cooperation. On the other hand, the analysis of the strategies used by the agents showed that the use of adaptative automata resulted in a slight advantage, although not statistically significative, because they allow the emergence of strategies that return to a situation of cooperation.

[pt] Esta dissertação apresenta um modelo de programação linear para mercados virtuais, que tem como objetivo principal incentivar vendedores a oferecerem preços mais baixos e compradores a pagarem mais pelos produtos. Esse incentivo é feito através de compensações aos participantes do mercado que agirem desta forma. O modelo funciona basicamente como um leilão bi-lateral, onde tanto vendedores quanto compradores podem dar seus lances. Para este modelo básico foram modeladas extensães como: existência de custo de transporte entre vendedores e compradores; economia de escala no preço do comprador; possibilidade de múltiplos produtos em um mesmo leilão. Para o modelo básico e cada uma das extensões propostas foi elaborado o sistema de compensações baseados em princípios da Teoria dos Jogos. Em cada caso, foi verificada a existência de soluções de núcleo e como essas soluções determinam as características do mercado. / [en] This work presents a linear programming model for virtual markets. The main objective is to encourage sellers to offer lower prices and buyers to pay more for products. This is done through a system where the agents are awarded for acting this way. The basic version of the model works as an auction where buyers and sellers can make their bids. Some extensions were developed for this basic model, to allow situations like: transportation cost between buyers and sellers; scale economy for the buyer's price; multiples products in the same auction. For the basic model and each of its extensions, the system of awards has been developed based on Game Theory principles. In each case, the model was reinterpreted as a game and its core solutions were found. It was also verified how these solutions determine market's behavior.

Nesta dissertação aplicamos conceitos de Teoria de Jogos Evolucionária ao jogo Hawk-Dove introduzido originalmente por Maynard Smith como um modelo para lutas convencionais [37]. Estudamos então a competição entre estratégias puras (consistentes) e mistas/aleatórias (inconsistentes) em uma extensão deste jogo que, sujeita a efeitos estocásticos, apresenta um mecanismo de drift que leva à população a um equilíbrio monomórfico da estratégia inconsistente. Também estudamos o problema do altruísmo forte e os efeitos de uma demografia de grupos em sua evolução, baseado no framework 2LFW de Schonman, Vicente e Caticha [58]. Elaboramos uma fórmula para a probabilidade de extinção do processo em seus estágios iniciais e calculamos e simulamos os equilíbrios estáveis do framework no regime de seleção fraca em t ! 1 para alguns jogos de interesse. / In this dissertation we have applied Evolutionary Game Theory concepts to the Hawk-Dove game that has been originally introduced by Maynard Smith as a model for conventional aggression [37]. We then studied the competition between pure (consistent) and mixed/random (inconsistent) strategies in an extension of this game which, subject to stochastic effects, presents a drift mechanism that drives the population to a monomorphic equilibrium of the inconsistente strategy. We have also studied the problem of Strong Altruism and the effects of a group demography in its evolution, based on Schonman, Vicente and Catichas 2LFW framework [58]. We have elaborated a formula for the processs extinction probability in its initial stages and calculated and simulated the stable equilibriums of the framework under weak selection for t ! 1 for some games of interest.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2003-12-10Bitstream added on 2014-06-13T19:09:38Z : No. of bitstreams: 1 souza_aa_me_mar.pdf: 358518 bytes, checksum: ec188cb5ee5feaa87e381764160f86c9 (MD5) / Neste trabalho, foi feita uma análise crítica da relação da Teoria dos Jogos com as Ciências Sociais. Antes disso, é elucidada a história da Teoria dos Jogos, sendo destacado que esta teoria surgiu com o objetivo de atuar na Economia, que é uma Ciência Social. Conforme a Teoria dos Jogos evoluiu, mais ampliou e aprofundou suas aplicações em diferentes âmbitos, visto que em todas as suas aplicações a Teoria dos Jogos é usada para se compreender e até mesmo prever como diferentes agentes se comportarão de forma interdependente em situações de conflito, cooperação ou até mesmo o misto de ambos contextos (conflito e cooperação). Ao longo deste trabalho, é abordada a Teoria dos Jogos no contexto das Ciências Sociais, assim como a possibilidade de se aplicar a teoria no aspecto macro-social da sociedade. Dando seqüência à discussão, é também exposta a aplicação da teoria dos Jogos nas Relações Internacionais; em seguida, é elucidada a grande afinidade da Teoria dos Jogos com a Teoria da Escolha Racional. Para mais aprofundarmos o objeto desta pesquisa (a relação da Teoria dos Jogos com as Ciências Sociais), o Homo Sociologicus de Dahrendorf é analisado como um jogador, em condições de decidir e optar por estratégias alternativas, levando-se em consideração os diferentes comportamentos dos demais agentes inseridos nos mesmos contextos sociais que o Homo Sociologicus se encontra. Por fim, procuramos apresentar uma visão crítica à Teoria dos Jogos, assim como possíveis afinidades e obstáculos no que se referem à relação da teoria com as Ciências Sociais. Quanto mais a Teoria dos Jogos é aperfeiçoada, mais ela se aproxima da possibilidade de ser aplicada nas Ciências Sociais, tendo como base o aprofundamento de relações sociais em que as condutas dos agentes são interdependentes, podendo vigorar a cooperação e a competição simultaneamente. / This written work was carried out as a critical analysis about the relation between Games Theory and Social Sciences. First, the Games Theory history is made clear, putting in relief the fact that this theory arouse with the purpose of actuating on Economy which is a Social Science. According to the evolution of Games Theory, its applications to different areas increased an deepened, since all of its applications, the Games Theory is used to comprehend and even to foresee how different agents will behavior on an independent way within conflict, cooperation or a mix of both situations. In the course of this work, the Games Theory is taken within the Social Sciences context, as well as the possibility of applying this theory to the society macrosocial aspect. Afterwards, its is showed the application of this theory to the International Relations; and after that it is made clear the very close affinity between Games Theory and Rational Chose Theory. In the sake of deepen the object of this research (the relation between Games Theory and Social Sciences), Homo Sociologicus of Dahrendorf is analyzed as a player, in conditions of opting and deciding for alternative strategies, considering the different behaviors of the others agents among the same social contexts in which Homo Sociologicus has been in. Finally, it is intended to show a critical view of Games Theory, as well as, possible affinities and obstacles relating to the relation between this theory with Social Sciences. The most improved Games Theory is, the closest it gets to be applied on Social Sciences, based on the fact of the deepening of social relationships in which the agents procedures are interdependent, being possible the cooperation and competition rule simultaneously.

[pt] Um dos principais desafios do mundo moderno é equilibrar o desenvolvimento econômico com a responsabilidade ambiental, de forma a alcançar um crescimento sustentável que minimize os impactos gerados no meio ambiente. Isto tem feito com que muitos governos e empresas estabeleçam políticas ambientais como instrumentos para a garantia de um futuro com sustentabilidade e que favoreçam o bem estar social. A proposta desta dissertação é utilizar a teoria dos jogos evolucionários para analisar as interações entre agentes reguladores de políticas ambientais de comando e controle e os agentes (firmas) que impulsionam o desenvolvimento econômico, porém que impactam de alguma forma o meio ambiente. Enquanto os primeiros precisam determinar as melhores ações estratégicas para implementar a política e aumentar o bem estar social, os segundos só irão se adequar à regulamentação ambiental estabelecida se esta escolha lhe render um maior retorno (payoff). Os resultados mostram que o custo de fiscalização é determinante para estabelecer a política ambiental mais adequada e, dependendo da magnitude deste custo, existem diferentes formas de iniciar sua implementação a fim de favorecer o melhor resultado possível sob o ponto de vista do bem estar social. / [en] The modern world faces the great challenge of balancing economic development and environmental responsibility in order to achieve sustainable growth that minimizes the impacts generated on the environment. This has forced some governments and firms establish environmental policies as instruments to guarantee a future with sustainability and favors social welfare. Using evolutionary games theory, this work aims to analyze the interactions between environmental policies regulators and firms that provide economic development impacting the environment. While the firsts need to choose the best strategic actions to established and inspect environmental standards sets to increase social welfare, the company will only complies if this choice yields a better payoff. The results show how the inspection cost is decisive for establishing the better environmental policy and depending on the magnitude of this cost, there are different ways to introduce it in order to provide a better social welfare result.

O principal objetivo deste trabalho é mostrar que uma convenção social está fortemente relacionada com o conceito de equilíbrio correlacionado. Através da interação de longo prazo e do aprendizado, os agentes podem chegar a um acordo, mesmo com suposições pouco restritivas e que possibilitem uma interpretação mais natural e realista do conceito de equilíbrio em Teoria dos Jogos. Inicialmente a suposição de conhecimento comum é apresentado de maneira formal e informal. O conceito de equilíbrio correlacionado é apresentado com exemplos. Finalmente, a relação entre o equilíbrio correlacionado e a convenção social é analisada. / The main purpose of this dissertation is to show that a convention can be related to a correlated equilibrium. Through the long run interaction and learning, the players can reach an agreement, even if we relax the traditional assumptions of Game Theory, and we can find a more natural and plausible interpretation of equilibrium. Initially the common knowledge assumption is presented in a formal and informal way. The correlated equilibrium is presented with examples. Finally, the relation between correlated equilibrium and convention is analyzed.

Neste trabalho demonstram-se os teoremas de ponto fixo de Brouwer e Kakutani com o objetivo de provar a existência do equilíbrio de Nash em jogos finitos em forma normal. No primeiro capítulo apresentam-se as definições de teoria dos jogos, começando com jogos finitos em forma normal e terminando com o conceito de equilíbrio de Nash. Na primeira seção do capítulo dois desenvolve-se a teoria de simplexes, em Rn, e se demonstra o teorema de Brouwer. Na seção seguinte, são relacionadas as propriedades de semi-continuidade superior e gráfico fechado em set functions, para então provar os teoremas de Celina e von Neumann que, em conjunto com o teorema de Brouwer, resultam no teorema de Kakutani no fim da seção. Como último resultado é demonstrado o teorema de existência do equilíbrio de Nash em jogos finitos em forma normal através do teorema de Kakutani, mostrando que o equilíbrio de Nash é um ponto fixo de uma set function. / In this work, the fixed-point theorems of Kakutani and Brouwer are proved with the intention of showing the existence of Nash equilibrium in finite normal-form games. In the first chapter the needed definitions of game theory are shown, starting with finite normal-form games and ending with the concept of Nash equilibrium. In the first section of chapter two, simplex theory in Rn is developed and then the Brouwer fixer point theorem is proved. In the next section, some relations of upper hemi-continuity and closed graph in set functions are shown, then proving the theorems of Celina and von Neumann that, along with Brouwer theorem, result in Kakutani fixed-point theorem in the end of the section. As the last result, the existence of Nash equilibrium in finite normal-form games is proved through Kakutani’s theorem, relating the Nash equilibrium to the fixed-point of a set function.

Orientador: Sergio Azevedo de Oliveira / Banca: Carlos Roberto Minussi / Banca: Ivan Mathias Filho / Resumo: Na resolução de problemas de engenharia existem diversas metodologias que podem ser aplicadas. Normalmente, estas envolvem novos conceitos, as vezes inéditos em termos de aplicação como é o caso da teoria dos jogos. Por outro lado, pesquisadores vêm buscando novas técnicas para o desenvolvimento de ferramentas computacionais para o auxílio no processo ensino- aprendizado em diferentes níveis. Nesta dissertação apresenta-se um simulador computacional que apresenta uma interface gráfica, denominada ENGTJ, como proposta para o ensino de conceitos básicos da teoria dos jogos, via Web. Os conceitos relacionados com a teoria dos jogos , são apresentados sob forma de exemplos, no contexto dos jogos não-cooperativos e cooperativos, com os módulos do Jogo Dilema do Prisioneiro (JDP) e o Jogo Coalizacional entre Empresas (JCE). Estes módulos foram desenvolvidos utilizando-se a linguagem de programação Java, sob a forma de Java applets, com o auxílio do ambiente de desenvolvimento Eclipse. O processo de desenvolvimento de software baseado nos padrões de engenharia de software foi utilizado para criar a interface da aplicação, e apresenta uma série de técnicas e atividades que procuram dar suporte a definição de processos de desenvolvimento, levantamento e especificação de requisitos, projeto e testes. Como resultado, tem-se uma interface gráfica que permite ao usuário interagir através de jogos modulares referentes a teoria dos jogos, permitindo ao mesmo inferir alguns conceitos básicos abordados nesta teoria, suportada por tutoriais, geral e específicos / Abstract: In solving engineering problems there are several methodologies that can be applied. Typically, these methods involve new concepts, sometimes unprecedented in terms of application as game theory. Moreover, researchers are seeking new techniques to develop computational tools to aid in the teaching-learning at different levels. This paper presents a computational simulator that presents a graphical interface, called ENGTJ, as proposed for teaching basic concepts of game theory, through Web. The game theory concepts are presented using examples, in the context of non-cooperative games and cooperative, especially the Prisoner's Dilemma Game (JDP) and the Coalitional Games between Companies (JCE). These modules were developed using the Java programming language, under "Java applets" form with the Eclipse developing environ- ment. The software development process based on software engineering patterns was used to create an application interface combining several techniques and activities that could support the developing procedures, requirements, projects and tests. Therefore, there is a graphical in- terface that allows the user interacting with modular games referred to the game theory and the concepts approached in this work, supported by tutorials, general and specific / Mestre

Esta Tese é composta por dois ensaios, nos quais são apresentados modelos teóricos de Economia do Crime. O primeiro estuda o impacto de políticas de controle de armas sobre o crime através de um modelo teórico de crime e autodefesa com o uso de armas. As principais conclusões são que mudanças nos payoffs geram equilíbrios distintos, além disso, o controle de armas leva a uma redução nos crimes com armas e que estas políticas são mais eficientes quando afetam os custos tanto de criminosos quanto das vítimas. O segundo propõe um modelo dinâmico baseado em opções reais para avaliar a carreira criminosa. No modelo, os indivíduos podem escolher o melhor momento para se engajar no crime (atividade ilegal). Através da calibragem do modelo é possível observar que a opção por uma carreira criminosa depende de um retorno alto na atividade ilegal mesmo quando os indivíduos são neutros ao risco e possuem uma taxa de desconto intertemporal baixa. / This Thesis is composed by two essays, which theoretical models of economics of crime are presented. The first studies the impact of gun control policies on crime trough a theoretical model of crime and self-defense with guns. The main conclusions are that payoffs change generates different equilibriums, besides, gun control implies on a decrease of gun crimes and that such policies are more effective when affects both criminals and victims costs. The former purpose a dynamic model based on real options to evaluate the criminal career. In the model, individuals can choose the best moment to get in crime. Through model calibration is possible to observe that the option for a criminal career depends on a high return in the illegal activity even when individuals are risk neutral and when they have a low time discount.

Este estudo buscou compreender como se dá a participação dos atores domésticos na formulação da posição brasileira nas negociações agrícolas, da Rodada de Doha da OMC. A partir da análise de documentos oficiais e de entrevistas realizadas com representantes dos principais atores domésticos brasileiros, foi possível mapear a rede de articulações, interesses e posições que se forma em torno das negociações agrícolas internacionais. Além disso, buscouse compreender a atenção dispensada as demandas desses atores, bem como avaliar os critérios utilizados para incorporá-las na agenda negociadora do país. As reflexões sobre o assunto foram amparadas na Teoria dos Jogos de Dois Níveis, de Putnam (2010), na qual o autor parte do pressuposto de que toda negociação internacional envolve uma dimensão doméstica. Para elaboração deste estudo, partiu-se da hipótese de que existe no plano doméstico a formação de coalizões que se articulam e estabelecem limites para o negociador do país atuar no contexto internacional com os demais negociadores. Os resultados encontrados evidenciaram uma rede de articulação de atores domésticos, inclusive dentro do próprio governo, com interesses heterogêneos e visões diferenciadas da agricultura brasileira. Foram percebidos, assim, dois modelos em disputa que representam públicos e visões diferenciadas. Com o aumento do interesse por política internacional, em virtude, principalmente, do aumento da internacionalização da economia brasileira, muitos atores saíram em defesa de seus interesses, o que acentuou as divergências de posições nas discussões das negociações agrícolas. A atuação do MRE/Itamaraty, no processo das negociações da Rodada de Doha, foi voltada para a promoção de convergências. Este ministério buscou conciliar questões domésticas e internacionais, no entanto, não deixou de ter o domínio sobre a decisão final sobre as negociações agrícolas internacionais. Por fim, o estudo confirmou a hipótese de que há, no plano interno, a formação de coalizões que agem formal e informalmente, articulando-se para a defesa de seus interesses, moldando, assim, a posição nacional nas discussões agrícolas da Rodada de Doha. / This study aimed at understanding how is established the participation of the domestic actors in the formularization of the Brazilian position in the agricultural negotiations, of the Doha Round of the OMC. From the analysis of official documents and interviews carried out with representatives of the main Brazilian domestic actors, it was possible to trace the net of articulations, interests and positions around the international agricultural negotiations. Moreover, it was tried to understand the attention given to the demands of these actors, as well as evaluating the criteria used to incorporate them in the negotiating agenda of the country. The reflections on the subject were supported in the Theory of the Games of Two Levels, by Putnam (2010), in which the author states that every international negotiation involves a domestic dimension. For the elaboration of this study, it was taken into account the hypothesis that in the domestic plan there is the formation of coalitions that articulate and establish limits for the negotiator of the country to act in the international context with the other negotiators. The results found, evidenced a net of articulation of domestic actors, also inside the government itself, with heterogeneous interests and differentiated views of Brazilian agriculture. It was, then, perceived two models in dispute that represent public and differentiated views. With the increase of the interest for international politics, due, mainly, to the increase of the internationalization of the Brazilian economy, many actors came to the defense of their interests, what accented the divergences of position in the arguments of agricultural negotiations. The performance of the MRE/Itamaraty, in the process of the negotiations of the Doha Round, was directed to the promotion of convergences. This ministry aimed to conciliate domestic and international issues; however, it continued having the domain on the final decision on the international agricultural negotiations. Finally, the study confirmed the hypothesis that there is, in the internal plan, the formation of coalitions that act formally and informally, articulating for the defense of their interests, molding, thus, the national position in the agricultural arguments of the Doha Round.