REDES. Mapa feito pelo cartógrafo Cornelius de Jode em 1593.
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REDES
• Mapa feito pelo cartógrafo Cornelius de Jode em 1593.
Os novos monstros
• Com o reducionismo quebramos o mundo em pedacinhos.
• Contudo não sabemos o que fazer com as peças
• Como conectá-las?
As redes• Um método para buscar essas conexões• A palavra ta na moda• A 10 anos atrás rede era só pra deitar ou pescar.
Paulo de Tarso
• Paulo era um grande perseguidor dos cristãos.
• Utilizou o conhecimento que tinha sobre as conexões da civilização do século I.
• Percorreu 16 mil km em 12 anos.• E difundiu o cristianismo pelos não judeus.
Michael Calce(MafiaBoy)
• 07/02/2000 a yahoo, eBay, CNN, Amazon, Etrade e Excite saíram do ar.
• Um colegial canadense de 15 anos havia superlotado as linhas com “pings”.
• Personagens totalmente distintos, contudo, ambos foram mestres das redes!
• Qual a razão do sucesso de ambos?
Redes e emergência
• O padrão de conectividade das peças faz com que padrões inesperados emirjam.
• Rede neural é mais do que um amontoado de neurônios
• A internet deixou de ser uma criação humana e passou a ser um organismo, um ecossistema
Redes
• 2000 anos após Saulo estamos tentando entender o significado dessas conexões.
• Um importante personagem nessa busca nasceu em 1707 na Suiça.
Leonhard Euler
• Matemático e físico suíço, ariano, que viveu a maior parte de sua vida na cidade de São Petersburgo (Russia).
• Resolveu o instigante problema da próspera Königsberg.
As 7 pontes de Königsberg
As 7 pontes de Königsberg
• A resposta ao problema não tinha mais importância que alimentar o ego de Euler.
• A importância estava no método que ele criou para resolvê-lo.
• Euler cria a teoria dos grafos!
Teoria dos grafos
• O que é um grafo?• Graficamente representamos como nós
conectados por arestas.
• Após Euler a TG foi muito utilizada contudo apenas considerando as propriedades regulares e determinísticas dos sistemas.
• Até que em 1960 um excêntrico matemático que “transformava taças de café em teoremas” resolveu responder uma pergunta.
Teoria dos grafos
• Paul Erdős um ariano de Budapeste propõe para a teoria dos grafos uma abordagem estatística. Junto a seu amigo de pisciano
Alfréd Rényi.
Teoria dos grafos aleatórios
Teoria dos grafos aleatórios
• Como surgem as comunidades?
Teoria dos grafos aleatórios
• Eles perceberam que basta com que os nós da rede tenham, em média, 1 conexão para que emirja um aglomerado gigante ou seja, sistema percola ou também formaram uma comunidade.
Teoria dos grafos aleatórios
• E como funcionam as redes na natureza?
• São muito mais abundantes em suas conexões:– Neurônios entre 10 e milhares de sinapses – Amigos que lembramos os nomes entre 200 e
5000 – ...
160 cartas foram enviadas a pessoas em Omaha (Nebraska), com o pedido de que elas reenviassem a correspondência a conhecidos que pudessem fazê-la chegar mais perto do destinatário alvo: um corretor de valores em Boston (Massachusetts).
Experimento de Stanley MilgramExperimento de Stanley Milgram
Famoso experimento do psicólogo social Stanley Milgram (1967).
xx
xx BostonBoston
OmahaOmaha
O Mundo é Pequeno!!!O Mundo é Pequeno!!!
No fim do experimento, Milgram descobriu que as cartas que chegaram ao destino passaram por seis pessoas (em média).
Redes naturais
• Então parece ser que as redes são mais complexas do que se imaginava!
• Precisamos de ferramentas mais robustas para anaísá-las.
Redes complexas
Redes complexas
• Em 1998 os pesquisadores sugerem um modelo para as redes sociais. E redefinem o termo “seis graus de separação”
Duncan J. WattsSteven Strogatz
Redes complexasRede small-world (Watts-Strogatz, 1998)Rede small-world (Watts-Strogatz, 1998)
Watts & Strogatz, Nature 393, 440(1998)
Redes complexas
• A 10 anos atrás Barabasi averigua como funcionam as redes de internet e descobre uma nova topologia.
As rede LIVRE DE ESCALA
Redes complexas
• Um exército de físicos, matemáticos, sociólogos, biólogos, psicólogos... Percebem que essa é uma excelente ferramenta para conectar as partes do nosso desmontado brinquedo.
Aplicações
Teoria dos grafos aleatórios
“Network analysis is allowing us to understand how the world worksfrom new vantage points, and it is exciting to think about what we will learn in the next 10 years.”
BARBARA R. JASNY, LAURA M. ZAHN, ELIOT MARSHALL, SCIENCE VOL 325 24 JULY 2009
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-Epidemias - Hanseníase - Tuberculose- Dengue
-Modelos celulares - Neurônios- Diferenciação celular
-Redes hídricas-Redes semânticas-Redes precipitação-Redes P2P complexas
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EPIDEMIAS
Redes entre casos
Networks and tuberculosis: an undetected community outbreak involving public placesm (2001)
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EPIDEMIAS
Networks and tuberculosis: an undetected community outbreak involving public placesm (2001)
Redes entre casos-lugares
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EPIDEMIAS Redes de contagio para Tuberculosis y Hanseniase.
850 cuestionarios
Redes de transmisión de Dengue y Redes de transporte. Validación de la hipótesis de correlación.
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Redes de Neuronas
Nadja Queiroz
A
plic
acio
nes
Ap
licac
ion
es
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Redes de Neuronas
A
plic
acio
nes
Ap
licac
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es
0 3000 6000 9000 12000150001800064,70
64,75
64,80
64,85
64,90
64,95
65,00
10800 11200 11600
64,960
64,965
64,970
64,975
64,980
64,985
64,990
Mód
ulo
da e
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V)
Tempo (ms)
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Redes de Neuronas
A
plic
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nes
Ap
licac
ion
es
%DPA %DPM
0,0001 0,001 0,01 0,1 1,0
0,00005
0,0005
0,005
0,05
0,5
Estado super-activo
Estado estable
Estado infra-activo
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Redes de Neuronas
Ap
licac
ion
esA
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nes
Estado super-activo
Estado estable
Estado infra-activo
%NI %DPM
1% 20% 50% 70% 99%
0,0000005
0,000005
0,00005
0,0005
0,005
0,05
0,5
Rede mundo pequeño
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Rede de diferenciación celularRede de diferenciación celular
Viviane Matos Galvão
A
plic
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nes
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licac
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es
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Rede de diferenciación celularRede de diferenciación celular
Viviane Matos Galvão
A
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Redes hidricas de microrelieveRedes hidricas de microrelieve
Ap
licac
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Redes SemánticasRedes Semánticas
Madaya Aguiar
A
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Redes SemánticasRedes Semánticas
Madaya Aguiar
A
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Ap
licac
ion
es
texto ‘João amava Teresa. Mas Teresa não amava João. Ela não gostava de ninguém, nem mesmo de Raimundo.’
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Redes SemánticasRedes Semánticas
Madaya Aguiar
A
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Ap
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ion
es
El concepto de fuerza-Fidelidad
Cn,mCn Cm
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Redes SemánticasRedes Semánticas
Madaya Aguiar
A
plic
acio
nes
Ap
licac
ion
es
La red crítica
0.000 0.001 0.002 0.003 0.004 0.005
2
4
CM
M
FFn
PT_JA_lucíola IN_LC_alice FR_GF_bovary ES_BG_misericordia
0 .0 0 0 0 .0 0 1 0 .0 0 2 0 .0 0 3 0 .0 0 4 0 .0 0 5
0
5 0 0
1 0 0 0
1 5 0 0
2 0 0 0
2 5 0 0
-5 0 0 0
0
5 0 0 0
1 0 0 0 0
1 5 0 0 0
2 0 0 0 0
2 5 0 0 0
3 0 0 0 0
3 5 0 0 0
4 0 0 0 0
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0.00
0.05
0.10
0.15
0.20
0.25
0.30
0.35
0.40
ES_BG_misericordiaD
N
FFn
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Redes SemánticasRedes Semánticas
Madaya Aguiar
A
plic
acio
nes
Ap
licac
ion
es
La red crítica
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Redes SemánticasRedes Semánticas
Madaya Aguiar
A
plic
acio
nes
Ap
licac
ion
es
Los grupos de hipótesis
Caracteres Idioma
ES Espanhol
FR Francês
IN Inglês
PT Português (Brasil)
NUMERACIÓN INTERGRUPO
TEXTO FFn D CAM CMM <k>
1 ES_VI_arroz_tartana
0.000347 17 0.15 4.47 4.9 1.69
1 ES_VI_catedral 0.000298 16 0.2 3.94 6.4 1.812 FR_AD_bric_a_bra
c0.000372 14 0.26 4.07 5.61 1.7
2 FR_AD_femme 0.000520 15 0.23 3.99 6.76 1.76
La distancia entre redes
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Redes SemánticasRedes Semánticas
Madaya Aguiar
A
plic
acio
nes
Ap
licac
ion
es
Teste de hipótesis
AUTOR CONTEÚDO IDIOMA
Intergrupo Entregrupo Intergrupo Entregrupo Intergrupo Entregrupo
Média 0,7(2) 1,2(3) 0,8(5) 0,9(4) 0,9(3) 1,0(3)
p < 0.001* 0,554 0,551
Amostra: Intergrupo = 12, Entregrupo = 54*Significativamente diferente
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Redes de precipitaciónRedes de precipitación
Otoño
A
plic
acio
nes
Ap
licac
ion
es
Verano
Invierno Primavera
54
Redes de precipitaciónRedes de precipitación
Ap
licac
ion
esA
plic
acio
nes
8.5 9.0 9.5 10.0 10.5 11.0 11.5
3.0
3.2
3.4
3.6
3.8
4.0
4.2
4.4
4.6
4.8
autumn summer
spring winter
<d>
D
55
-Redes P2P complexas -Semantic Google
56
Referências
1. BAR-YAM, Y. Dynamics of Complex Systems. Addison-Wesley, Reading, 1997.
2. CALDEIRA, S. M. G.; LOBÃO, T. P.; ANDRADE, R. F. S. ; NEME, A. ; MIRANDA, J. G. V. The network of concepts in written texts. European Physical Journal B, v. 49, p. 523-529, 2006.
3. CHIALVO, D. R. Critical Brain Networks. Physica A 340(2004) 756-765, 2004.
4. MRÓZ, I.; PĘKALSKI, A. and SZNAJD-WERON, K. Conditions for adaptation of an evolving population, Phys. Rev. Lett. 76 3025, 1996.
5. SZNAJD-WERON, K. and SZNAJD, J. Personal Versus Economic Freedom, Proceedings of the Third Nikkei Econophysics Symposium Practical Fruits of Econophysics, H. Takayasu Ed., Springer-Verlag, Tokyo 355-360, 2006.
6. TEIXEIRA, G. M. Redes semânticas em discursos orais:uma proposta metodológica baseada na psicologia cognitiva utilizando redes complexas. Dissertacão (Mestrado). Fundação Visconde de Cairu, Salvador, 2007.