O dilema do prisioneiro (DP) é um dos principais jogos da teoria dos jogos. No dilema do prisioneiro discreto (DPD), dois prisioneiros têm as opções de cooperar ou desertar. Um jogador cooperador não delata seu comparsa, já um desertor delata. Se um cooperar e o outro desertar, o cooperador fica preso por cinco anos e o desertor fica livre. Se ambos cooperarem, ficam presos por um ano e, se ambos desertarem, ficam presos por três anos. Quando o DP é repetido, a cooperação pode emergir entre agentes egoístas. Realizamos um estudo analítico para o DPD, que produziu uma formulação da evolução do nível médio de cooperação e da tentação crítica (valor de tentação que causa mudança abrupta do nível de cooperação). No dilema do prisioneiro contínuo (DPC), cada jogador apresenta um nível de cooperação que define o grau de cooperação. Utilizamos o DPC para estudar o efeito da personalidade dos jogadores sobre a emergência da cooperação. Para isso, propusemos novas estratégias: uma baseada na personalidade dos jogadores e outras duas baseadas na comparação entre o ganho obtido e a aspiração do jogador. Todas as estratégias apresentavam algum mecanismo de cópia do estado do vizinho com maior ganho na vizinhança, mecanismo este, herdado da estratégia darwiniana. Os resultados mostraram que o DPC aumenta o nível médio de cooperação do sistema, quando comparado ao DPD. No entanto, as diferentes estratégias não aumentaram a cooperação comparado à cooperação obtida com a estratégia darwiniana. Então propusemos o uso do coeficiente de agrupamentos, coeficiente de Gini e entropias de Shannon, Tsallis e Kullback-Leibler para classificar os sistemas, em que os agentes jogam o DPD com a estratégia darwiniana, quanto ao nível de cooperação. Como analisamos valores de médias configuracionais, tais classificadores não foram eficientes ao classificar os sistemas. Isso é consequência da existência de distribuições de extremos nos resultados que compõem as médias. As distribuições de extremos suscitaram uma discussão acerca da definição do regime de cooperação no dilema do prisioneiro. Discutimos também as consequências de utilizar apenas valores médios nos resultados ignorando seus desvios e as distribuições. / Prisoner\'s dilemma (PD) is one of the main games of game theory. In discrete prisoner\'s dilemma (DPD), two prisoners have the options to cooperate or to defect. A cooperator player does not defect his accomplice, while a defector does. If one player cooperates and the other defects, the cooperator gets jailed for five years and the defector goes free. If both cooperate, they get jailed during one year and if both defect, they get jailed during three years. When this game is repeated, cooperation may emerge among selfish individuals. We perform an analytical study for the DPD, that produced a formulation for the evolution of the mean cooperation level and for the critical temptation values (temptation values that promote abrupt modifications in the cooperation level). In continuous prisoner\'s dilemma (CPD), each player has a level of cooperation that defines his/her degree of cooperation. We used the CPD to study the effect of the players\' personality on the emergence of cooperation. For this, we propose new strategies: one based on the players\' personality and two others based on the comparison between the player\'s obtained payoff and the desire one. All strategies present some mechanism that copies the state of the neighbor with the highest payoff in the neighborhood, mechanism inherited from the Darwinian strategy. The results showed that the CPD increases the average cooperation level of the system when compared to DPD. However, different strategies do not increased the cooperation compared to cooperation obtained with the Darwinian strategy. So, we propose the use of cluster coefficient, Gini coefficient and entropy of Shannon, Tsallis and Kullback-Leibler as classifiers to classify systems, in which the individuals play DPD with Darwinian strategy, by the cooperation level. As configurational averages were analyzed, such classifiers were not efficient in classifying the systems. This is due to the existence of distributions with extreme values of the results that compose the means. Distributions with extremes values emerged a discussion about the definition of the cooperation state in the prisoner\'s dilemma. We also discussed the consequences of using only average results in the analysis ignoring their deviations and distributions.

Made available in DSpace on 2016-04-25T20:21:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vivian Catarina Dias.pdf: 16086007 bytes, checksum: 6a5f546b854fa268d7eb63cefb940bd8 (MD5) Previous issue date: 2015-05-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Since childhood Charles Darwin showed an interest for the natural world. In his youth he developed that passion into an object of study travelling around the world onboard of The Beagle. The contact with unique species like the ones found in Galapagos Islands, the fossils discovered in South America, the experiences he lived and a extensive reseach during more than twenty years after his return to England made him think about a common link between the species, that lead him to publish The origin of species in 1859 and The expression of emotions in man and animals in 1872, along with other works and articles on the most diverse subjects, such as Diary of a naturalist around the world. In The origin of species he stated that the species are mutable and linked by the proccess of communion of ascendancy , fruits from the same tree of life. Forging the recreation of human history and its relocation in the natural world, the essays in The expression of emotions in man and animals widened the statement about the evolution of species pointing that humans share emotions and feelings with other species of animals. The implosion of the concept of human initiated with the darwinian facts opened new horizons for sciences such as anthropology to rethink the trajectory of the living beings and the borderlines between culture and animality. Notwithstanding, go beyond frontiers and enrich the critic, scientific, ethic and poetic repertoire is a really dificult task. Despite the relevance of the Darwinian Works, the contact with them is through indirect ways: cartoons, films and fiction, whose contents rarely approach the issue in all its depth / Desde a infância, Charles Darwin demonstrou interesse pelo mundo natural. Na juventude, transformou essa paixão em objeto de estudo viajando ao redor do mundo no navio Beagle. O contato com espécies únicas como as encontradas nas Ilhas Galápagos; os fósseis achados na América do Sul; as experiências adquiridas, e uma extensa pesquisa realizada por mais de vinte anos após o retorno à Inglaterra, levaram-no a pensar na filiação comum das espécies, desdobrando no lançamento de A origem das espécies (1859) e A expressão das emoções no homem e nos animais (1872), além de outras obras e artigos sobre os mais variados assuntos, como o Diário de um naturalista à volta do mundo. Em A origem das espécies, enunciou que as espécies são mutáveis e vinculadas pelo processo da comunhão de descendência , frutos da mesma árvore da vida. Forjando a recriação da história humana e sua realocação no mundo natural, os estudos de A expressão das emoções no homem e nos animais ampliaram o enunciado sobre a evolução das espécies, indicando que humanos compartilham emoções e sentimentos com outras espécies animais. A implosão do conceito de humano iniciada com os fatos darwinianos abriu outros horizontes para as ciências, incluindo a antropologia, repensarem a trajetória dos seres vivos e as fronteiras entre cultura e animalidade. Contudo, transpor limiares e enriquecer o repertório crítico, científico, ético, poético, mostra-se tarefa deveras espinhosa. Apesar da relevância das obras darwinianas, o contato com elas dá-se por vias indiretas: charges, filmes, ficção, cujos conteúdos, raramente, as abordam em todo seu alcance

Made available in DSpace on 2016-04-26T14:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vivian Catarina Dias.pdf: 16086007 bytes, checksum: 6a5f546b854fa268d7eb63cefb940bd8 (MD5) Previous issue date: 2015-05-04 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Since childhood Charles Darwin showed an interest for the natural world. In his youth he developed that passion into an object of study travelling around the world onboard of The Beagle. The contact with unique species like the ones found in Galapagos Islands, the fossils discovered in South America, the experiences he lived and a extensive reseach during more than twenty years after his return to England made him think about a common link between the species, that lead him to publish The origin of species in 1859 and The expression of emotions in man and animals in 1872, along with other works and articles on the most diverse subjects, such as Diary of a naturalist around the world. In The origin of species he stated that the species are mutable and linked by the proccess of communion of ascendancy , fruits from the same tree of life. Forging the recreation of human history and its relocation in the natural world, the essays in The expression of emotions in man and animals widened the statement about the evolution of species pointing that humans share emotions and feelings with other species of animals. The implosion of the concept of human initiated with the darwinian facts opened new horizons for sciences such as anthropology to rethink the trajectory of the living beings and the borderlines between culture and animality. Notwithstanding, go beyond frontiers and enrich the critic, scientific, ethic and poetic repertoire is a really dificult task. Despite the relevance of the Darwinian Works, the contact with them is through indirect ways: cartoons, films and fiction, whose contents rarely approach the issue in all its depth / Desde a infância, Charles Darwin demonstrou interesse pelo mundo natural. Na juventude, transformou essa paixão em objeto de estudo viajando ao redor do mundo no navio Beagle. O contato com espécies únicas como as encontradas nas Ilhas Galápagos; os fósseis achados na América do Sul; as experiências adquiridas, e uma extensa pesquisa realizada por mais de vinte anos após o retorno à Inglaterra, levaram-no a pensar na filiação comum das espécies, desdobrando no lançamento de A origem das espécies (1859) e A expressão das emoções no homem e nos animais (1872), além de outras obras e artigos sobre os mais variados assuntos, como o Diário de um naturalista à volta do mundo. Em A origem das espécies, enunciou que as espécies são mutáveis e vinculadas pelo processo da comunhão de descendência , frutos da mesma árvore da vida. Forjando a recriação da história humana e sua realocação no mundo natural, os estudos de A expressão das emoções no homem e nos animais ampliaram o enunciado sobre a evolução das espécies, indicando que humanos compartilham emoções e sentimentos com outras espécies animais. A implosão do conceito de humano iniciada com os fatos darwinianos abriu outros horizontes para as ciências, incluindo a antropologia, repensarem a trajetória dos seres vivos e as fronteiras entre cultura e animalidade. Contudo, transpor limiares e enriquecer o repertório crítico, científico, ético, poético, mostra-se tarefa deveras espinhosa. Apesar da relevância das obras darwinianas, o contato com elas dá-se por vias indiretas: charges, filmes, ficção, cujos conteúdos, raramente, as abordam em todo seu alcance

O dilema do prisioneiro (DP) é um dos principais jogos da teoria dos jogos. No dilema do prisioneiro discreto (DPD), dois prisioneiros têm as opções de cooperar ou desertar. Um jogador cooperador não delata seu comparsa, já um desertor delata. Se um cooperar e o outro desertar, o cooperador fica preso por cinco anos e o desertor fica livre. Se ambos cooperarem, ficam presos por um ano e, se ambos desertarem, ficam presos por três anos. Quando o DP é repetido, a cooperação pode emergir entre agentes egoístas. Realizamos um estudo analítico para o DPD, que produziu uma formulação da evolução do nível médio de cooperação e da tentação crítica (valor de tentação que causa mudança abrupta do nível de cooperação). No dilema do prisioneiro contínuo (DPC), cada jogador apresenta um nível de cooperação que define o grau de cooperação. Utilizamos o DPC para estudar o efeito da personalidade dos jogadores sobre a emergência da cooperação. Para isso, propusemos novas estratégias: uma baseada na personalidade dos jogadores e outras duas baseadas na comparação entre o ganho obtido e a aspiração do jogador. Todas as estratégias apresentavam algum mecanismo de cópia do estado do vizinho com maior ganho na vizinhança, mecanismo este, herdado da estratégia darwiniana. Os resultados mostraram que o DPC aumenta o nível médio de cooperação do sistema, quando comparado ao DPD. No entanto, as diferentes estratégias não aumentaram a cooperação comparado à cooperação obtida com a estratégia darwiniana. Então propusemos o uso do coeficiente de agrupamentos, coeficiente de Gini e entropias de Shannon, Tsallis e Kullback-Leibler para classificar os sistemas, em que os agentes jogam o DPD com a estratégia darwiniana, quanto ao nível de cooperação. Como analisamos valores de médias configuracionais, tais classificadores não foram eficientes ao classificar os sistemas. Isso é consequência da existência de distribuições de extremos nos resultados que compõem as médias. As distribuições de extremos suscitaram uma discussão acerca da definição do regime de cooperação no dilema do prisioneiro. Discutimos também as consequências de utilizar apenas valores médios nos resultados ignorando seus desvios e as distribuições. / Prisoner\'s dilemma (PD) is one of the main games of game theory. In discrete prisoner\'s dilemma (DPD), two prisoners have the options to cooperate or to defect. A cooperator player does not defect his accomplice, while a defector does. If one player cooperates and the other defects, the cooperator gets jailed for five years and the defector goes free. If both cooperate, they get jailed during one year and if both defect, they get jailed during three years. When this game is repeated, cooperation may emerge among selfish individuals. We perform an analytical study for the DPD, that produced a formulation for the evolution of the mean cooperation level and for the critical temptation values (temptation values that promote abrupt modifications in the cooperation level). In continuous prisoner\'s dilemma (CPD), each player has a level of cooperation that defines his/her degree of cooperation. We used the CPD to study the effect of the players\' personality on the emergence of cooperation. For this, we propose new strategies: one based on the players\' personality and two others based on the comparison between the player\'s obtained payoff and the desire one. All strategies present some mechanism that copies the state of the neighbor with the highest payoff in the neighborhood, mechanism inherited from the Darwinian strategy. The results showed that the CPD increases the average cooperation level of the system when compared to DPD. However, different strategies do not increased the cooperation compared to cooperation obtained with the Darwinian strategy. So, we propose the use of cluster coefficient, Gini coefficient and entropy of Shannon, Tsallis and Kullback-Leibler as classifiers to classify systems, in which the individuals play DPD with Darwinian strategy, by the cooperation level. As configurational averages were analyzed, such classifiers were not efficient in classifying the systems. This is due to the existence of distributions with extreme values of the results that compose the means. Distributions with extremes values emerged a discussion about the definition of the cooperation state in the prisoner\'s dilemma. We also discussed the consequences of using only average results in the analysis ignoring their deviations and distributions.

O Dilema do Prisioneiro (DP) é o jogo mais proeminente da Teoria dos Jogos devido à emergência da cooperação entre jogadores egoístas. O comportamento de cada jogador depende da estratégia que ele adotada e do seu ganho, que é determinado em função dos parâmetros do DP (T, R, P e S) e do número z de vizinhos com que ele joga. Portanto, a estrutura espacial dos jogadores não é relevante. Em nosso trabalho, utilizamos um autômato celular unidimensional onde cada jogador pode cooperar ou desertar ao interagir, simetricamente, com seus z vizinhos mais próximos. O sistema proposto nos permitiu realizar um estudo exaustivo do espaço de parâmetros para as estratégias evolucionárias Darwiniana (EED) e a Pavloviana (EEP) e compara-las. A geometria unidimensional nos possibilita obter os mesmos resultados dos sistemas em dimensionalidade arbitrária d, além de apresentar várias vantagens em relação a elas. No sistema que propomos os efeitos de borda são menores, exige menos tempo para a execução das simulações numéricas, permite variar o valor de z e é fácil obter uma representação visual da evolução temporal do sistema. Tal visualização simplifica a compreensão das interações entre os jogadores, pois surgem padrões nos agrupamentos de cooperadores/desertores, semelhantes aos pertencentes às classes dos autômatos celulares elementares. O estudo destes padrões nos permite compreender simplesmente a emergência da cooperação ou deserção nos sistemas. A evolução temporal do sistema que adota a EED gera um diagrama de fases muito rico com a presença das fases cooperadora, desertora e caótica. Já para a EEP, obtivemos um novo resultado analítico para as transições de fase, que neste caso são: cooperadora e quasi-regular. O estudo numérico exaustivo determinou as regiões do espaço de parâmetros onde acontecem cada uma das fases, e os efeitos da auto-interação podendo assim validar os resultados teóricos. O estudo do caso particular T = 1, tradicionalmente considerado como trivial, mostrou que ele apresenta comportamentos inusitados. Nossa principal contribuição para o estudo do DP é a obtenção de um novo paradigma. A geometria unidimensional com interação de vizinhos simétricos permitiu a visualização da evolução de padrões de cooperadores e desertores, o cálculo analítico de Tc para a EEP e o estudo de T = 1 para tais sistemas. / The Prisoner Dilemma (PD) is the most prominent game of the Game Theory due to emergency of the cooperation between selfish players. The behavior of each player depends on his/her strategy and the payoff, which is determined in function of the PD parameters (T, R, P and S) and by the number z of neighbors with whom he/she plays. Therefore, the spatial structure of the players does not matter. In our work, we have used a one-dimensional cellular automaton where each player can cooperate or defect when interacting, symmetrically, with his/her z nearest neighbors. The considered system allowed us to carry out an exhaustive exploration of the parameters space for the Darwinian Evolutionary Strategy (EED) and Pavlovian (EEP) and compares them. One-dimensional geometry makes possible to us get the same results of the systems in arbitrary d dimensional networks, besides, it presents some advantages. For the system that we proposed compared to the others dimensional networks, the boundary effects are less present, it needs less time for run the numerical simulations, it allows to vary the z value and is easier to get the visual representation of the system temporal evolution. Such visualization simplifies the understanding of the interactions between the players, therefore patterns appear in the clusters of cooperator/defectors, and these patterns belong to the elementary cellular automata classes. The study of these patterns allows them to understand in an easy way the emergence of the cooperation or defection in the systems. The temporal evolution of the system that adopts the EED yields a very rich phases diagram with the presence of cooperative, defective and chaotic phases. By the other hand, for the EEP, we have got a new analytical result for the phase transitions that in this case are: quasi-regular and cooperative. The exhaustive exploration study determines the regions on the parameters space where happen each phases occurs, and the effect of the self-interaction and thus validate the theoretical results. The study of the particular case T = 1, traditionally considered as trivial one, showed that it presents unusual behaviors, that we will present. Our main contribution for the study of the DP is the attainment of a new paradigm. One-dimensional geometry with interaction of symmetrical neighbors allowed to visualizes the evolution of cooperators and defectors patterns, the analytical result for Tc for the EEP and the study of T = 1 for such systems.

O Dilema do Prisioneiro (DP) é o jogo mais proeminente da Teoria dos Jogos devido à emergência da cooperação entre jogadores egoístas. O comportamento de cada jogador depende da estratégia que ele adotada e do seu ganho, que é determinado em função dos parâmetros do DP (T, R, P e S) e do número z de vizinhos com que ele joga. Portanto, a estrutura espacial dos jogadores não é relevante. Em nosso trabalho, utilizamos um autômato celular unidimensional onde cada jogador pode cooperar ou desertar ao interagir, simetricamente, com seus z vizinhos mais próximos. O sistema proposto nos permitiu realizar um estudo exaustivo do espaço de parâmetros para as estratégias evolucionárias Darwiniana (EED) e a Pavloviana (EEP) e compara-las. A geometria unidimensional nos possibilita obter os mesmos resultados dos sistemas em dimensionalidade arbitrária d, além de apresentar várias vantagens em relação a elas. No sistema que propomos os efeitos de borda são menores, exige menos tempo para a execução das simulações numéricas, permite variar o valor de z e é fácil obter uma representação visual da evolução temporal do sistema. Tal visualização simplifica a compreensão das interações entre os jogadores, pois surgem padrões nos agrupamentos de cooperadores/desertores, semelhantes aos pertencentes às classes dos autômatos celulares elementares. O estudo destes padrões nos permite compreender simplesmente a emergência da cooperação ou deserção nos sistemas. A evolução temporal do sistema que adota a EED gera um diagrama de fases muito rico com a presença das fases cooperadora, desertora e caótica. Já para a EEP, obtivemos um novo resultado analítico para as transições de fase, que neste caso são: cooperadora e quasi-regular. O estudo numérico exaustivo determinou as regiões do espaço de parâmetros onde acontecem cada uma das fases, e os efeitos da auto-interação podendo assim validar os resultados teóricos. O estudo do caso particular T = 1, tradicionalmente considerado como trivial, mostrou que ele apresenta comportamentos inusitados. Nossa principal contribuição para o estudo do DP é a obtenção de um novo paradigma. A geometria unidimensional com interação de vizinhos simétricos permitiu a visualização da evolução de padrões de cooperadores e desertores, o cálculo analítico de Tc para a EEP e o estudo de T = 1 para tais sistemas. / The Prisoner Dilemma (PD) is the most prominent game of the Game Theory due to emergency of the cooperation between selfish players. The behavior of each player depends on his/her strategy and the payoff, which is determined in function of the PD parameters (T, R, P and S) and by the number z of neighbors with whom he/she plays. Therefore, the spatial structure of the players does not matter. In our work, we have used a one-dimensional cellular automaton where each player can cooperate or defect when interacting, symmetrically, with his/her z nearest neighbors. The considered system allowed us to carry out an exhaustive exploration of the parameters space for the Darwinian Evolutionary Strategy (EED) and Pavlovian (EEP) and compares them. One-dimensional geometry makes possible to us get the same results of the systems in arbitrary d dimensional networks, besides, it presents some advantages. For the system that we proposed compared to the others dimensional networks, the boundary effects are less present, it needs less time for run the numerical simulations, it allows to vary the z value and is easier to get the visual representation of the system temporal evolution. Such visualization simplifies the understanding of the interactions between the players, therefore patterns appear in the clusters of cooperator/defectors, and these patterns belong to the elementary cellular automata classes. The study of these patterns allows them to understand in an easy way the emergence of the cooperation or defection in the systems. The temporal evolution of the system that adopts the EED yields a very rich phases diagram with the presence of cooperative, defective and chaotic phases. By the other hand, for the EEP, we have got a new analytical result for the phase transitions that in this case are: quasi-regular and cooperative. The exhaustive exploration study determines the regions on the parameters space where happen each phases occurs, and the effect of the self-interaction and thus validate the theoretical results. The study of the particular case T = 1, traditionally considered as trivial one, showed that it presents unusual behaviors, that we will present. Our main contribution for the study of the DP is the attainment of a new paradigm. One-dimensional geometry with interaction of symmetrical neighbors allowed to visualizes the evolution of cooperators and defectors patterns, the analytical result for Tc for the EEP and the study of T = 1 for such systems.