Seminář Replikátorová a adaptivní dynamika

Lektor: 

Doc. RNDr. Zdeněk Pospíšil, Dr. (Masarykova univerzita)

Datum akce: 
Úterý, 2. Únor 2010 - 9:00 - 17:00

V roce 1973 publikovali J. Maynard Smith a G. Price v Nature článek o logice konfliktů mezi zvířaty. Jejich záměrem bylo komplexněji popsat proces biologické evoluce. Jedná se v podstatě o boj každého s každým, účastníci konfliktu nemají (nebo neumějí zpracovat) informace o soupeřích. Maynard Smith a Price používali pojmy a metody teorie her. Jejich myšlenky vyjádřili v roce 1978 P. D. Taylor a L. B. Jonker v pojmech teorie diferenciálních rovnic.

Spojení teorie her a dynamických systémů se ukázalo jako velice produktivní. V současnosti je aplikováno na jakékoliv konflikty s neúplnou nebo žádnou informací; umožňuje porozumět nebo alespoň získat jistý vhled do chování komplikovaných nebo komplexních systémů. Nachází použití nejen v evoluční biologii ale také v ekonomii, psychologii, teorii rozhodování. Mohlo by inspirovat i teorii řízení, robotiku, umělou inteligenci a další obory technické praxe.

Účelem semináře je představit uvedenou teorii a stimulovat diskusi o její využitelnosti zejména v technice. Seminář bude složen z následujících bloků

  1. Teoretické pozadí - bipartitní, gradientní, hamiltonovské a Lotkovy-Volterrovy systémy. Poněvadž se nepředpokládají žádné speciální znalosti z teorie diferenciálních rovnic, budou nejdříve shrnuty potřebné pojmy a připomenuty základní skutečnosti o dynamických systémech a matematických modelech reálných systémů.
  2. Odvození replikátorových rovnic.  Sestavení modelu procesu, v němž úspěch každého agenta (účastníka konfliktu) závisí na všech ostatních agentech. Jednání jednotlivých agentů nesleduje žádný cíl, každý reaguje jen na okamžitou situaci bez znalosti dalšího vývoje nebo záměrů ostatních. Výsledný model je systém obyčejných diferenciálních rovnic prvního řádu s kubickými nelinearitami.
  3. Vlastnosti replikátorových rovnic.  Kvalitativní analýza příslušného systému diferenciálních rovnic dává základní vhled do modelovaného procesu a ukazuje jeho souvislost s fyzikálními zákony i ekologickými procesy.
  4. Maticové a bimaticové hry, jejich souvislost s replikátorovými rovnicemi.  Stacionární stavy replikátorových systémů odpovídají významným strategiím maticových her - Nashově rovnováze. Neřízené konflikty se vyvíjejí ke stavu, který není optimální ve smyslu teorie her, ale je "evolučně stabilní" - systém, který se do něho dostane, se dále nevyvíjí.
  5. Replikátorová dynamika v prostoru.  Účastnici konfliktů nemusí být rozloženi homogenně, konflikty se neodehrávají "globálně" ale mezi "blízkými" účastníky. Tuto situaci lze modelovat užitím celulárních automatů, stav buněk je určen stabilními rovnováhami v prostoru strategií. Ukazuje se, že prostorové nehomogenity mohou destabilizovat evolučně stabilní stav.
  6. Adaptivní dynamika.  Replikátorová dynamika popisuje selekci mezi konečně mnoha předem danými ryzími strategiemi. V biologické evoluci se však objevují i novinky, mutantní nebo disidentské strategie. Při modelování těchto jevů není nutné použít teorii stochastických procesů, lze vytvořit deterministickou dynamiku v "prostoru pokusů".
  7. Alternativní přístupy.  V replikátorové dynamice je chování účastníků konfliktu určeno pouze genetickým nebo memetickým přenosem. V realitě je však možné nějaké učení. Jinou alternativu představuje vývoj konfliktu v nespojitém čase.
Místo konání: 

Ústav automatizace a měřicí techniky
FEKT VUT v Brně
Kolejní 2906/4
612 00 Brno
(zasedací místnost E-525)

Kde nás najdete

Kontakt: 

Na seminář je nutné se předem registrovat. Přihlášky na seminář zasílejte prostřednictvím tohoto formuláře. Registrace bude uzavřena 1.2.2010 v 14:00.

PřílohaVelikost
pozvanka_05_1002.pdf47.16 KB
brozura_05_1002.pdf478.02 KB
prezentace_05_1002.pdf3.56 MB