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Teoria dos Jogos Estratégias Puras Carlos Pedro Gonçalves Teoria dos Jogos de Estratégia Decisão em contexto de interacção estratégica: Fase 1: Segunda Guerra Mundial e Pós-Segunda Guerra: Aplicação ao planeamento de operações da Marinha Norte-Americana; Generalizado no final da Segunda Guerra às ciências sociais e políticas, nomeadamente: à economia e à sociologia (obra Theory of Games and Economic Behavior de von Neumann e Morgenstern, 1944). Fase 2: Década de 1950/1960: Teorema do equilíbrio de Nash (1950). Fase 3: Década de 1970: Maynard Smith e George R. Price (1973): teoria dos jogos evolucionários. Fase 4: Década de 1980: Teoria dos Sistemas Adaptativos Complexos (SACs). Conceito de Sistema Adaptativo Complexo Sistema Adaptativo Complexo (SAC): Sistema que adquire informação sobre o seu ambiente circundante e as suas interacções com esse ambiente, identificando regularidades nessa informação, condensando essas regularidades num esquema adaptativo e actuando sobre o ambiente com base nesse esquema, revendo o esquema face aos resultados da sua acção (Murray Gell-Mann, O Quark e o Jaguar, 1994, p.43). Conceito de Sistema Adaptativo Complexo Composto de partes em interacção que forma uma todo não redutível às partes e tal que o comportamento de cada uma das partes exibe uma coerência dinâmica consistente com respostas a uma envolvente externa e a dinâmicas internas visando a sustentabilidade da totalidade sistémica. Goal seeking behavior. Survival prone. Exemplos de SACs Organismos biológicos; Empresas; Sociedades; Economias. Conceito de Agente “An agent is anything that can be viewed as perceiving its environment through sensors and acting upon that environment through actuators.” (Russel and Norvig, “Artificial Intelligence A Modern Approach”, 2010). Um SAC pode ser abordado enquanto agente, quando o trabalhamos enquanto unidade adaptativa irredutível e um agente pode ser abordado, à luz da teoria dos jogos, enquanto jogador, quando considerado num contexto de interacção com uma envolvente composta por outros agentes capazes de condicionar a acção do SAC sob análise. Teoria dos Jogos de Estratégia Contexto Geral (Agente Adaptativo) Agente adaptativo enquanto jogador Envolvente decisional Outros jogadores. Plano adaptativo Resposta a cada cenário antecipatório gerado. Medida de performance de escolhas alternativas Payoffs de jogo. Tomada de Decisão e Ciclo da Intelligence Planeamento e Direcção Recolha Processamento Análise e Produção Disseminação Métodos de Apoio à Decisão Fonte: https://fas.org/irp /cia/product/fac ttell/intcycle.htm https://fas.org/irp/cia/product/facttell/intcycle.htm https://fas.org/irp/cia/product/facttell/intcycle.htm https://fas.org/irp/cia/product/facttell/intcycle.htm Teoria dos Jogos O que é? Constitui uma base de ferramentas (técnicas e tecnologias) de tomada de decisão cuja implementação implica uma metodologia que orienta o analista na análise do problema de interacção estratégica. O que não é? Um jogo não é a realidade concreta, é fonte de modelos de suporte à tomada de decisão, mas o modelo (jogo) não substitui o decisor, a solução do jogo é indicativa, servindo de fonte de reflexão para analistas, não é vinculativa. Teoria dos Jogos com Equipas de Analistas Passo 1: divisão de analistas em grupos distintos. Passo 2: formulação dos modelos de interacção estratégica face ao problema pelas diferentes equipas. Passo 3: reunião das equipas com apresentação dos resultados a análise dos jogos. Passo 4: análise dos pontos de convergência, dos pontos de divergência e dos argumentos. Passo 5: redacção de relatório com recomendações fundamentadas. Decisão de Lançamento de um Novo Serviço Duas empresas concorrentes directas encontram-se a avaliar a possibilidade, ou não, de desenvolver um serviço de vôos low cost. “Empresa A”, “Empresa B”. As empresas estão a decidir de modo independente sem qualquer informação acerca do sentido de decisão da outra. Questões Quais os cenários possíveis (configurações de jogo)? Quais os resultados (payoffs)? Como decidir? Sistema de Payoffs (Quota de Mercado Prevista %) “Empresa A” desenvolve serviço| “Empresa B” desenvolve serviço: Payoff A: 20 Payoff B: 15 “Empresa A” desenvolve serviço| “Empresa B” não desenvolve serviço Payoff A: 30 Payoff B: 12 “Empresa A” não desenvolve serviço | “Empresa B” desenvolve serviço Payoff A: 10 Payoff B: 20 “Empresa A” não desenvolve serviço | “Empresa B” não desenvolver serviço Payoff A: 10 Payoff B: 10 Jogo Simultâneo Os jogadores decidem e agem em conformidade não podendo voltar atrás (jogada única); Nenhum jogador sabe qual a escolha do outro (incerteza estratégica). Matriz de Jogo Empresa A Empresa B Desenvolve Serviço Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço 20 , 15 30 , 12 Não Desenvolve Serviço 10 , 20 10 , 10 Matriz de Jogo para Análise de Intelligence da Empresa A Empresa A Empresa B Desenvolve Serviço Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço 20 , 15 30 , 12 Não Desenvolve Serviço 10 , 20 10 , 10 Matriz de Jogo para Análise de Intelligence da Empresa B Empresa A Empresa B Desenvolve Serviço Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço 15 , 13.5 35 , 13 Não Desenvolve Serviço 10 , 25 10 , 10 Equilíbrio de Nash (A,B) Empresa A: (Desenvolve Serviço, Desenvolve Serviço) (20, 15). Empresa B: (Desenvolve Serviço, Desenvolve Serviço) (15, 13.5). Intelligence Empresa A fez saber que está a avaliar a possibilidade de lançar a linha de negócio de vôos low cost. Empresa B decidiu esperar pelo anúncio da decisão final da empresa A antes de decidir. Árvore de Jogo Inicial Payoffs Empresa B Empresa A Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (20,15) Não Desenvolve Serviço (30,12) Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (10,20) Não Desenvolve Serviço (10,10) Árvore de Jogo Inicial Payoffs Empresa B Empresa A Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (20,15) Poda 1 Payoffs Empresa B Empresa A Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (20,15) Não Desenvolve Serviço (30,12) Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (10,20) Não Desenvolve Serviço (10,10) Árvore Reduzida Payoffs Empresa B Empresa A Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (20,15) Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (10,20) Poda 2 Payoffs Empresa B Empresa A Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (20,15) Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (10,20) Árvore Final Payoffs Empresa B Empresa A Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (20,15) E se Fosse ao Contrário? Payoffs Empresa A Empresa B Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (15,20) Não Desenvolve Serviço (20,10) Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (12,30) Não Desenvolve Serviço (10,10) Poda 1 Payoffs Empresa A Empresa B Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (15,20) Não Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (12,30) Poda 2 (Árvore Final) Payoffs Empresa A Empresa B Jogo Desenvolve Serviço Desenvolve Serviço (15,20) Conceito de Dominância Forte (estrita): ganha sempre mais. Fraca (lata): ganha mais em pelo menos um dos cenários e o mesmo noutro(s) cenário(s). Jogo Guerra de Preços Empresa 1 Empresa 2 Baixa Preço Mantém Preço Baixa Preço 2 , 2 9 , 1 Mantém Preço 1 , 9 5 , 5 Jogo Guerra de Preços Empresa 1 Empresa 2 Baixa Preço Mantém Preço Baixa Preço 2 , 2 9 , 1 Mantém Preço 1 , 9 5 , 5 Jogo Guerra de Preços Empresa 1 Empresa 2 Baixa Preço Mantém Preço Baixa Preço 2 , 2 9 , 1 Mantém Preço 1 , 9 5 , 5 Jogo Guerra de Preços Empresa 1 Empresa 2 Baixa Preço Mantém Preço Baixa Preço 2 , 2 5 , 1 Mantém Preço 1 , 5 5 ,5 Dilema do Prisioneiro Prisioneiro 1 Prisioneiro 2 Confessa Não Confessa Confessa -3 , -3 0 , -5 Não Confessa -5 , 0 -2 , -2 Dilema do Prisioneiro Prisioneiro 1 Prisioneiro 2 Confessa Não Confessa Confessa -3 , -3 0 , -5 Não Confessa -5 , 0 -2 , -2 Dilema do Prisioneiro Quais são os stakeholders no dilema do prisioneiro? Como é que esses stakeholders condicionam o jogo? Questões Centrais Nos jogos cada configuração alternativa (jogos simultâneos) ou história alternativa (caminho na árvore em jogos sequenciais) correspondem a cenários, logo, a formulação do jogo envolve sempre um processo de análise de cenários. Nos jogos, os payoffs são apenas relevantes em termos da sua ordem de preferência. Este facto permite construir modelos de interacção estratégica que funcionam como protótipos para diferentes situações de interacção estratégica com diferentes valores de payoffs. Para um mesmo problema diferentes analistas poderão atribuir diferentes payoffs: aquilo que importa, em termos de robustez de análise, é a ordem de preferências entre as diferentes configurações estratégicas, assim que a ordem estiver estabelecida, o resultado de equilíbrio apenas difere para dois analistas diferentes se a ordem dos payoffs for distinta. Os diagramas de fluxo de jogo e as árvores de decisão podem ser resolvidos utilizando ordenação de preferências sem atribuição numérica de valores específicos para os payoffs. Algoritmia e Teoria dos Jogos O processo de cálculo das decisões face à estrutura de jogo segue uma estrutura baseada no movimento em torno das preferências de cada jogador face aos cenários. O cálculo decisional pode ser trabalhado em termos de uma sequência geral de passos bem definida, seguindo regras estritas, conduzindo no final a uma classificação do jogo em termos de equilíbrio estratégico. Logo, o cálculo decisional pode ser abordado algoritmicamente. Algoritmia e Teoria dos Jogos Questão: o que é que na teoria não é algoritmizável? (O que é que na teoria depende de processos não algorítmicos?) Diapositivo 1: Teoria dos Jogos Estratégias Puras Diapositivo 2: Teoria dos Jogos de Estratégia Diapositivo 3: Conceito de Sistema Adaptativo Complexo Diapositivo 4: Conceito de Sistema Adaptativo Complexo Diapositivo 5: Exemplos de SACs Diapositivo 6: Conceito de Agente Diapositivo 7: Teoria dos Jogos de Estratégia Diapositivo 8: Tomada de Decisão e Ciclo da Intelligence Diapositivo 9: Teoria dos Jogos Diapositivo 10: Teoria dos Jogos com Equipas de Analistas Diapositivo 11: Decisão de Lançamento de um Novo Serviço Diapositivo 12: Questões Diapositivo 13: Sistema de Payoffs (Quota de Mercado Prevista %) Diapositivo 14: Jogo Simultâneo Diapositivo 15: Matriz de Jogo Diapositivo 16: Matriz de Jogo para Análise de Intelligence da Empresa A Diapositivo 17: Matriz de Jogo para Análise de Intelligence da Empresa B Diapositivo 18: Equilíbrio de Nash Diapositivo 19: Intelligence Diapositivo 20: Árvore de Jogo Inicial Diapositivo 21: Árvore de Jogo Inicial Diapositivo 22: Poda 1 Diapositivo 23: Árvore Reduzida Diapositivo 24: Poda 2 Diapositivo 25: Árvore Final Diapositivo 26: E se Fosse ao Contrário? Diapositivo 27: Poda 1 Diapositivo 28: Poda 2 (Árvore Final) Diapositivo 29: Conceito de Dominância Diapositivo 30: Jogo Guerra de Preços Diapositivo 31: Jogo Guerra de Preços Diapositivo 32: Jogo Guerra de Preços Diapositivo 33: Jogo Guerra de Preços Diapositivo 34: Dilema do Prisioneiro Diapositivo 35: Dilema do Prisioneiro Diapositivo 36: Dilema do Prisioneiro Diapositivo 37: Questões Centrais Diapositivo 38: Algoritmia e Teoria dos Jogos Diapositivo 39: Algoritmia e Teoria dos Jogos
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