Anxo Sánchez, Coordinador

Bridging the gap: from Individual Behavior to the Socio-tEchnical MaN

IBSEN: Innovación basada en el comportamiento humano

Grupo Interdisciplinar de Sistemas Complejos (GISC), Departamento de Matemáticas & Institute UC3M-BS of Financial Big Data (IfiBiD), Universidad Carlos III de Madrid

Instituto de Biocomputación y Física de Sistemas Complejos (BIFI), Universidad de Zaragoza

Motivación

Ha habido muchos intentos de simular escenarios sociales reales: sistemas económicos

y financieros, smart cities, la formación y evolución de movimientos sociales, el

funcionamiento de grandes organizaciones…

1º tras el corte en FET Flagships

Motivación

Motivación

Para ello, necesitamos conocer el comportamiento humano y la toma de

decisiones, así como la interacción entre personas, de manera realista

Muchas de esas interacciones no son cara a cara sino virtuales/digitales, y no ocurren en grupos pequeños sino a gran escala y entre gente cultural y geográficamente diversa

Motivación

Debemos sostener que llegar al conocimiento preciso de la causa de las cosas de más importancia

es la materia de la ciencia natural, y que la felicidad depende de ello.

Epicuro (341 AC - 270 AC) “Carta a Heródoto”

Hace 2 400 años

Porque estudiándolas podemos

trazar correctamente su causa y eliminar la fuente de alteración y terror, dando cuenta de los

fenómenos celestiales y de todas las otras cosas que de cuando en

cuando caen sobre nosotros y causan alarma extrema al resto de la humanidad.

Epicuro (341 AC - 270 AC) “Carta a Heródoto”

Hace 2 400 años

Adolphe Quetelet (1796-1874)

Astrónomo, matemático, estadístico y

sociólogo

Contexto: Adam Smith (1723-1790), David Ricardo (1772-1823), Thomas Malthus (1766-1834)

Hace 200 años

Quetelet estaba convencido de la enorme complejidad de los fenómenos sociales, y de las muchas variables que había que medir. Su meta era entender las leyes estadísticas que subyacen a fenómenos como tasas de criminalidad, de matrimonio o de suicidio. Quería explicar los valores de estas variables en función de otros factores sociales. Estas ideas causaron no poca controversia con otros científicos, ya que parecían contradecir el concepto de libre albedrío.

Su l ib ro más in f luyente fue Su r l ' homme et le développement de ses facultés, ou Essai de physique sociale, publicado en 1835. En él, esboza el proyecto de una física social y describe su concepto de “hombre promedio" (l'homme moyen) caracterizado por los valores medios de las variables medidas, que siguen una distribución normal.

Hace 200 años

Hoy

Física y ciencias socialesPara ser más provocativo — ¿quizá incluso

arrogante?— creo que los físicos se quedan confundidos a menudo cuando observan la economía y ven de qué manera se

construyen teorías en ella. Significativamente, es una experiencia que NO tienen cuando se

fijan en otros campos. Los neurocientíficos investigan el cerebro estudiando las interacciones entre enormes números de

neuronas, neurotransmisores y demás. Recientemente han comenzado a hacer

simulaciones a gran escala como un posible medio de progresar, y es fácil entender por qué.

Los neurocientíficos no intentan encajar sus

teorías en una forma en la que la inteligencia merge de las interacciones entre una neurona representativa y un neurotransmisor

representativo, porque esto realmente eliminaría los feedbacks no lineales y la

complejidad sistémica de la red que su objeto central de estudio. Lo mismo se puede decir de, digamos, la ecología o la

meteorología, en las que los científicos tratan de encontrar maneras de entender la

complejidad tal cual es. Para un físico, la economía resulta muy rara en este sentido.

Física y ciencias sociales

Las interacciones como clave

Larry Blume

Steven Durlauf

Las interacciones como clave

Los físicos estudian fenómenos colectivos que emergen de las

interacciones de los individuos como unidades elementales de los

sistemas complejos socio-tecnológicos

La pregunta

IBSEN abrirá camino desarrollando la capacidad de investigar cuestiones sobre

comportamiento humano en grupos estructurados grandes (1000+ personas)

usando experimentos controlados

Objetivo principal

Átomo social

Partículas

Partículas

Partículas

Partículas oveja

Partículas persona

Interacción estratégica

Larry Blume

Las interacciones como clave

Situaciones en las que un individuo depende por completo de las

acciones de su oponente y la que ambos saben esto y tienen la

capacidad de usar este conocimiento en su beneficio.

Interacción estratégica

Interacciones estratégicas / optimización local

Las interacciones como clave

Interacciones estratégicas / optimización local

Las interacciones como clave

Cooperación

Un paradigma importante de interacción estratégica

DC

C

D

1 S

0T

• 2 jugadores

• 2 acciones: Cooperar o “Defectar”

T > 1 : tentación

S < 0 : riesgo

Laboratorio

Nowak & May, Nature 359, 826 (1992)

Cooperación en redes

C

Experimentos

1229 sujetos (625, retículo; 604, heterogéneo) Estudiantes de 2º de bachillerato 44% varones, 56% mujeres 42 institutos de Aragón 10 000 €, 20 de diciembre de 2011 Mayor tamaño hasta hoy

Gracia-Lázaro et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 109, 12922 (2012)

ExperimentosLas redes estáticas no promueven la cooperación

Cooperación condicional

Cooperación condicional

Cooperamos más cuánto más cooperan con nosotros

Cooperamos más si cooperamos la vez anterior

Nos fijamos en las acciones, no en las ganancias de los otros

Redes dinámicas

[A] [AAB] [ABBAA]

Sin información

Cooperación

[A] [AAB] [ABBAA]

Sin información

Redes

Pero…

En coordinación, pasa lo contrario cuando hay identidades, la red

impuesta ayuda al consenso y la dinámica lo impide

Reputación

Estimamos la reputación con la última acción y

un promedio de las anteriores

No intentamos ser perfectos, y sabemos mentir muy bien

[ABBAA][AAB]

Reputación

0 1 2 3 4 5

true cooperation index

parti

cipa

nts

prop

ortio

n

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

reliable playerscheater players

(a)

0 1 2 3 4 5

observable cooperation index

parti

cipa

nts

prop

ortio

n

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

reliable playerscheater players

(b)

Reputación incierta

Modelo basado en agentes

Decisión de cooperar o no

Modelo basado en agentes

Decisión de aceptar enlace o no

Modelo basado en agentes

Decisión de aceptar enlace o no

Modelo basado en agentes

Decisión de aceptar enlace o no

Resultados

Reputación incierta

Reputación incierta

IBSEN abrirá camino desarrollando la capacidad de investigar cuestiones sobre

comportamiento humano en grupos estructurados grandes (1000+ personas)

usando experimentos controlados

Objetivo principal

Un nuevo marco para experimentos con grandes grupos que incluirá el protocolo experimental, el software y herramientas de análisis

Preguntas específicas sobre fenomenología socioeconómica que cambia en el paso de sistemas pequeños a grandes

Construir y evaluar modelos de interacción humana basados en las reglas de comportamiento observadas

Pasos

Amazon Mechanical Turk Dudas sobre la validez Grupos pequeños

Facebook / experimentos en redes Graves dudas éticas Falta de control sobre los sujetos

Big Data Muchos resultados espurios Problema de la última milla

Alternativas

Siguiendo los pasos de IBSEN, se avanzará hacia un simulador de comportamiento humano, con

variabilidad relacionada con especialidades culturales y otras especificaciones

Esta tecnología servirá de bases para simulaciones económicas y socio-tecnológicas que cambiarán radicalmente muchos campos, desde la robótica a la economía, y tendrán impactos disruptivos en

la sociedad

Objetivo a largo plazo

Física/Matemática (de sistemas complejos): clave para estudiar modelos teóricos de asuntos sociales, y para su análisis

Informática: interfaces para experimentos a gran escala, extracción y análisis de datos de redes sociales y otras fuentes, procesado de datos experimentales y modelos de comportamiento

Economía: marco de muchos de nuestros experimentos, por diseño y por interpretación de resultados

Sociología: fundamentos de análisis social

Psicología social: aproximación empírica a los pensamientos de las personas, y comportamiento más allá del agente racional (homo economicus)

Interdisciplinar

Impacto

Nueva tecnología Similar a las encuestas, marketing, gestión de organizaciones…

Impacto en investigación Cambio de paradigma Nuevos desafíos teóricos Modelado y predicción

Aplicaciones Prospectiva tecnológica y decisión Servicios y productos mejorados Gestión de organizaciones

@anxosan

Equipo

Universidad Carlos III de Madrid (complejidad, economía experimental) Universidad de Zaragoza (complejidad, computación, experimentos a gran escala) University of Oxford (psicología evolutiva, estructura social) University of Cambridge (microeconomía, sobre todo de redes) Universiteit van Amsterdam (macroeconomía, dinámica de mercados) Aalto-yliopisto (big data social [p.ej., teléfonos], modelos de opinión) Universitat de València (mejor laboratorio experimental del mundo, expertos en reclutamiento)

@anxosan

Líneas de trabajo

WP1: Experimental setup

WP2: Case studies

WP3: Models

WP4: Coordination and dissemination

Sep 2015 Sep 2018Sep 2016 Sep 2017

@anxosan

Protocolos testados Experimento estándar Laboratorios conectados Acceso desde dispositivos personales Grupo grande en decisiones diarias

Software oTree

15 000+ sujetos para experimentos

A mitad de proyecto

@anxosan

Software

Burbujas en mercados (hecho) Desigualdad y acción colectiva (hecho) Jerarquía en niveles (hecho) Bienes públicos de 1000 personas (a punto) Identidad y coordinación (hecho) Comercio en redes (a punto) Difusión de información y opiniones (a punto) La “ley de los pocos” (a punto) Desarrollo de redes sociales naturales (a punto)

A mitad de proyecto

@anxosan

Destacado en el report sobre H2020

@anxosan

Destacado en el report sobre H2020

@anxosan

Expectativas sobre precios en un mercado a gran escala (C.H. Hommes, A. Kopányi-Peuker, J. Sonnemans, UvA)

Experimentos con 100 individuos por mercado acoplando los laboratorios de Amsterdam y València (50+50=100 sujetos)

+

Burbujas en mercados

@anxosan

Comercio en redes

@anxosan

Acción colectiva (cambio climático)

@anxosan

Acción colectiva (cambio climático)

“Fenotipos”: clasificación agnóstica

Envidioso Pesimista

Sin identificar Optimista Confiado

Jocs X La Salut Mental Dia Mundial de la Salut Mental. Seu Vella de Lleida, 8 d’octubre 2016

Aplicación: Jocs x la Salut Mental

Resultados preliminares

IBSEN ESP

Universidad Carlos III de Madrid

Universidad de Zaragoza

Universitat de València

http://www.anxosanchez.eu

Gracias