[pt] DINÂMICAS DE OPINIÃO EM REDES COMPLEXAS

[en] OPINION DYNAMICS IN COMPLEX NETWORKS

[pt] MARLON FERREIRA RAMOS

[pt] SIMULACAO COMPUTACIONAL

[pt] MODELOS DE OPINIAO

[pt] REDES COMPLEXAS

[en] COMPUTER SIMULATION

[en] OPINION MODELS

[en] COMPLEX NETWORKS

[pt] Esta tese aborda diversos problemas que podem ser tratados mediante modelos de dinâmica de opiniões, segundo os quais os indivíduos, conectados de acordo com redes complexas, interagem mediante regras que moldam as preferências e o posicionamento desses indivíduos com relação a uma determinada questão. A metodologia utilizada para investigar os padrões emergentes dessas interações consiste na utilização de diversas técnicas da física estatística. A tese está organizada em torno de quatro problemas distintos, com uma questão particular a ser respondida em cada caso, buscando sempre a validação empírica dos resultados teóricos e computacionais. No primeiro trabalho, é respondida a seguinte questão básica sobre propriedades da rede que podem ter impacto sobre os processos de propagação: quais são os valores típicos das distâncias, coeficiente de aglomeração e outras grandezas estruturais da rede, quando considerado o ensemble de redes aleatórias com uma assortatividade fixa? No segundo trabalho, investigamos os padrões que surgem na avaliação de filmes, considerando como fonte o IMDb (Internet Movie Database). Encontramos que a distribuição de votos apresenta um comportamento livre de escala com um expoente muito próximo de 3/2. Curiosamente, esse padrão é robusto, independente de atributos dos filmes como nota média, idade ou gênero. A análise empírica aponta para um mecanismo de propagação de adoções simples, que gera uma dinâmica de avalanches de campo médio. No terceiro trabalho, abordamos o problema de múltiplas escolhas por meio de um modelo que inclui a possibilidade de indecisão e onde as escolhas dos indivíduos evoluem segundo uma regra de pluralidade. Mostramos que essa dinâmica em redes com a propriedade de mundo pequeno produz diferentes estados estacionários realísticos, que dependem do número de alternativas e da distribuição de graus: consenso, distribuição de adoções larga similar à reais e situações onde a indecisão predomina, quando o número de alternativas é suficientemente grande. Por último, investigamos o surgimento de posições extremas na sociedade, mediante pesquisas em uma ampla gama de questões. O aumento de atitudes extremas tem como precursor uma relação não linear entre a fração de extremistas e a de moderados. Propomos um modelo, com regras de ativação baseadas na teimosia dos indivíduos, que permite interpretar o início da não linearidade em termos de uma transição abrupta do tipo percolação de inicialização onde acontecem cascatas de extremismo. Como conclusão geral, destacamos que esta tese ilustra como os modelos de opinião, aliados às enormes bases de dados, fornecem resultados com poder de interpretação e predição dos padrões empíricos.

[en] This thesis addresses several problems that can be treated through models of opinion dynamics, according to which individuals, connected according to complex networks, interact through rules that shape their preferences and opinions in relation to a particular issue. The methodology used to investigate the patterns that emerge from those interactions relies on the use of various techniques of statistical physics. The thesis is organized around four distinct problems, with a particular question to be answered in each case, always looking for empirical validation of the theoretical and computational results. In the first work, it is answered the following basic question about network properties that can have impact on the spreading processes: what are the typical values of the distances, clustering coefficient and other structural quantities, when considering the ensemble of random networks with fix assortativity? In the second study, we investigated the patterns that emerge in the ratings of films, considering as source IMDb (Internet Movie Database). We found that the distribution of votes has a scale-free behavior with a exponent close to 3/2. Interestingly, this pattern is robust, independently of movie attributes such as average note, age or gender. The empirical analysis points to a simple mechanism of adoption propagation, that generates mean-field avalanches. In the third study, we discuss the problem of multiple choices by means of a model which includes the possibility of indecision and where the choices of individuals evolve according to a plurality rule. We show that this dynamics on top of networks with the small-world property produces different stationary states that depend on the number of alternatives and on the degree distribution: consensus, wide adoption distributions similar to actual ones and situations where indecision prevails when the number of alternatives is large enough. Finally, we investigate the appearance of extreme positions in society, through the polls on a wide variety of questions. The increase of extreme opinions has as precursor a non-linear relationship between the fraction of extremists and that of moderates. We propose a model with activation rules, based on the stubbornness of the individuals, which enables interpreting the beginning of the non-linearity in terms of an abrupt transition of the class of bootstrap percolation, where activation cascades occur. As a general conclusion, we emphasize that this thesis illustrates how opinion models, combined with huge databases, provide results with power of interpretation and prediction of empirical patterns.

CELIA BEATRIZ ANTENEODO DE PORTO

WELLES ANTONIO MARTINEZ MORGADO

CELIA BEATRIZ ANTENEODO DE PORTO

THADEU JOSINO PEREIRA PENNA

ROBERTO FERNANDES SILVA ANDRADE

JUAN CARLOS GONZALEZ AVELLA

2016-05-17

2015-08-07

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