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sanctus.hck 4880a54ee6 documentação auxiliar para o projecto
Documento que serve como base para a definição do projecto
2026-10-26 21:57:05 +00:00

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Modelo de Simulação de Interações entre Agentes

Introdução Teórica

Este modelo de simulação é inspirado na Teoria dos Jogos, em particular no Dilema do Prisioneiro e nas experiências de Robert Axelrod sobra a evolução da cooperação. O objectivo é observar como diferentes comportamentos (estratégias) emergem, evoluem e se adaptam em populações de agentes autónomos que interagem de forma limitada e local.

A Teoria dos Jogos estuda situações onde o resultado de cada participante depende não só das suas próprias decisões, mas também das decisões dos outros. O Dilema do Prisioneiro clássico representa um caso paradigmático onde a escolha entre cooperar e desertar conduz a tensões entre benefício individual e colectivo.

A introdução de simulações evolutivas permite observar como estratégias cooperativas podem surgir mesmo em ambientes competitivos, quando as Interações são repetidas e há herança de comportamento entre gerações. Neste contexto, o modelo aqui descrito procura capturar esses mecanismos fundamentais através de entidades que:

  • possuem atributos psicológicos representados pelos traços dos Big Five;
  • interagem com vizinhos num espaço limitado (grelha 2D);
  • recebem recompensas segundo o Dilema do Prisioneiro;
  • evoluem ao longo do tempo por mutação e seleção natural baseada em sucesso relativo.

Caracteristicas da Simulação

Entidades e atributos

Cada entidade representa um agente autónomo com as seguintes propriedades:

  • TtL (Time to Live): tempo de vida medida em ciclos.
  • Pontuação: valor acumulado das interações com outras entidades.
  • Big Five: vetor contínuo [0..1]^5 representando traços psicológicos (O, C, E, A, N)
  • Histórico: lista de interações (parceiro, resultado, timestamp)
  • Alcance Interação: raio (em células) dentro do qual a entidade pode interagir (valor inicial: 1)

A estratégia da entidade é derivada dinamicamente por uma função estrategia = f(BigFive).

Espaço e interações

As entidades estão dispostas numa grelha 2D fixa. Cada uma pode interagir apenas com as entidades dentro do seu 'Alcance Interação'. Após cada interação:

  • Ambas registam o resultado (razão + timestamp);
  • Actualizam a sua pontuação total;
  • Adquirem conhecmento indirecto sobre os parâmetros (Big Five) da entidade com quem interagiram.

Função recompensa

A matriz de recompensas segue o paradigma do Dilema do Prisioneiro:

Entidade 1 Entidade 2 Pontuação E1 Pontuação E2
Coopera Coopera 3 3
Coopera Deserta 0 5
Deserta Coopera 5 0
Deserta Deserta 1 1

Reprodução e Mutação

Quando TtL = 0, a entidade calcula a média dos resultados obtidos e determina se se pode reproduzir. A reprodução ocorre se obtiver pelo menos 50% da pontuação máxima. O numero de descendentes é o seguinte:

  • 1 descendente: 50% a 66% da pontuação máxima;
  • 2 descendentes: 66% a 83% da pontuação máxima;
  • 3 descendentes: mais de 83% da pontuação máxima.

Os descendentes herdam os valores Big Five com mutação:

BigFive_descendente = BigFive_parente + α * (BigFive_adversario_mais_forte - BigFive_parente) + erro

onde α é um factor de convergência (ex: 0.05) e erro é ruido aleatório controlável.

Caso a entidade tenho obtido uma pontuação abaixo dos 50%, essa entidade é eliminada da grelha, deixando vazio o espaço que ocupava.

Caso a haja reprodução, o primeiro (ou único descendente) irá ocupara vaga deixada pelo seu parente, e o(s) restante(s) descendente(s) irão ocupar as vagas livres na vizinhança (considerando a propriedade 'Alcance Interação' do parente). No caso excepcional de não haver vagas para a nova entidade, é iniciado um ciclo de interações com as entidades vizinhas, e no final de interagir com todas entidades vizinhas, irá tomar o lugar da entidade com quem teve a vitória com melhor pontuação. Caso não obtenha mais de 50% de pontuação, esta nova entidade é eliminada.

Parâmetros Globais Configuráveis

  • Tamanho da Grelha (NxM): define o número total de espaços a serem ocupados pelas entidades
  • Alcance Interação: raio de vizinhança (padrão=1)
  • TtL Inicial: número de ciclos de vida por entidade
  • Fator de Mutação α: intensidade da convergência
  • Ruido/Erro: grau de aleatoriedade nas mutações
  • Pontuação Máxima por Interação: valor máximo de um resultado por interação (padrão=1)

Extensões Futuras

  • Interações em grupo e formação de coligações
  • Adaptação contínua das estratégias durante o ciclo de vida
  • Métricas de diversidade e fitness global
  • Mobilidade na grelha (migração de entidades)
  • Influência de fatores embientais e recursos limitados