GRA Przykład. 1) Zbiór graczy. 2) Zbiór strategii. 3) Wypłaty. n = 2 myśliwych. I= {1,,n} S = {polować na jelenia, gonić zająca} S = {1,,m} 10 utils

Podobne dokumenty
Stochastyczne dynamiki z opóźnieniami czasowymi w grach ewolucyjnych

Stochastyczna dynamika z opóźnieniem czasowym w grach ewolucyjnych oraz modelach ekspresji i regulacji genów

Tematy prac magisterskich i doktorskich

Gry hazardowe, gry ewolucyjne, ekspresja genów, tak czy owak łańcuchy Markowa

Gry hazardowe, gry ewolucyjne, ekspresja genów, tak czy owak łańcuchy Markowa

Matematyk Ci powie, co łączy Eugeniusza Oniegina i gry hazardowe

Zasada średniego potencjału w grach ewolucyjnych. Paweł Nałęcz-Jawecki

11. Gry Macierzowe - Strategie Czyste i Mieszane

MODELOWANIE RZECZYWISTOŚCI

Algorytm Genetyczny. zastosowanie do procesów rozmieszczenia stacji raportujących w sieciach komórkowych

Hypatia? 415 PROCESY KAWAŁKAMI DETERMINISTYCZNE I ICH ASYMPTOTYKA RYSZARD RUDNICKI ŚLADAMI KOBIET W MATEMATYCE RZESZÓW, Strona 1 z 36 Wróć

Propedeutyka teorii gier

TEORIA GIER W EKONOMII WYKŁAD 5: GRY DWUOSOBOWE KOOPERACYJNE O SUMIE NIESTAŁEJ

H. SKRÓCONY OPIS PROJEKTU

Wykład 2. Przykład zastosowania teorii prawdopodobieństwa: procesy stochastyczne (Markova)

Metody Rozmyte i Algorytmy Ewolucyjne

Układy dynamiczne. proseminarium dla studentów III roku matematyki. Michał Krych i Anna Zdunik. rok akad. 2014/15

Twierdzenia graniczne fluktuacji procesów przebywania dla układów gałazkowych

EGZAMIN DYPLOMOWY, część II, Biomatematyka

10. Wstęp do Teorii Gier

Teoria gier. mgr Przemysław Juszczuk. Wykład 5 - Równowagi w grach n-osobowych. Instytut Informatyki Uniwersytetu Śląskiego

EGZAMIN DYPLOMOWY, część II, Biomatematyka

Teoria gier. Strategie stabilne ewolucyjnie Zdzisław Dzedzej 1

Centralne twierdzenie graniczne

zastosowania patron sesji Andrzej Lasota

EGZAMIN DYPLOMOWY, część II, Biomatematyka

Wstęp do rachunku prawdopodobieństwa. Cz. 1 / William Feller. wyd. 6, dodr. 4. Warszawa, Spis treści

Teoria gier matematyki). optymalności decyzji 2 lub więcej Decyzja wpływa na wynik innych graczy strategiami

LEKCJA 4. Gry dynamiczne z pełną (kompletną) i doskonałą informacją. Grą dynamiczną jest każda gra w której gracze wykonują ruchy w pewnej kolejności.

2010 W. W. Norton & Company, Inc. Oligopol

Analiza modelu ekspresji genu białka Hes1

Proces Poissona. Proces {N(t), t 0} nazywamy procesem zliczającym jeśli N(t) oznacza całkowitą liczbę badanych zdarzeń zaobserwowanych do chwili t.

Podręcznik. Wzór Shannona

Matematyczny model gry w mafię - dalsze wyniki

Dryf genetyczny i jego wpływ na rozkłady próbek z populacji - modele matematyczne. Adam Bobrowski, IM PAN Katowice

Janusz Adamowski METODY OBLICZENIOWE FIZYKI Kwantowa wariacyjna metoda Monte Carlo. Problem własny dla stanu podstawowego układu N cząstek

Testowanie hipotez statystycznych

Rachunek prawdopodobieństwa Rozdział 6: Twierdzenia graniczne.

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA NR 7

Kurs z NetLogo - część 4.

MODELOWANIE RZECZYWISTOŚCI

Zmienność. środa, 23 listopada 11

Rachunek Prawdopodobieństwa Anna Janicka

Elementy modelowania matematycznego

MATEMATYKA ZP Ramowy rozkład materiału na cały cykl kształcenia

Procesy stochastyczne WYKŁAD 2-3. Łańcuchy Markowa. Łańcuchy Markowa to procesy "bez pamięci" w których czas i stany są zbiorami dyskretnymi.

Statystyka matematyczna. Wykład IV. Weryfikacja hipotez statystycznych

Równania różniczkowe z opóźnieniem w opisie zjawisk biologicznych

Wykład 11: Martyngały: definicja, twierdzenia o zbieżności

Autorzy: Anna Gambin, Urszula Foryś, Jacek Miękisz, Bartosz Wilczyński

MODELOWANIE RZECZYWISTOŚCI

Algorytmy genetyczne. Materiały do laboratorium PSI. Studia stacjonarne i niestacjonarne

Stacjonarność Integracja. Integracja. Integracja

Drgania poprzeczne belki numeryczna analiza modalna za pomocą Metody Elementów Skończonych dr inż. Piotr Lichota mgr inż.

Gry w postaci normalnej

Procesy stochastyczne WYKŁAD 2-3. Łańcuchy Markowa. Łańcuchy Markowa to procesy "bez pamięci" w których czas i stany są zbiorami dyskretnymi.

EGZAMIN MAGISTERSKI, 18 września 2013 Biomatematyka

Statystyka i opracowanie danych Podstawy wnioskowania statystycznego. Prawo wielkich liczb. Centralne twierdzenie graniczne. Estymacja i estymatory

Uniwersytet Śląski w Katowicach WYDZIAŁ MATEMATYKI, FIZYKI I CHEMII. Kierunek Matematyka. Studia stacjonarne i niestacjonarne I i II stopnia

Teoria gier. prof. UŚ dr hab. Mariusz Boryczka. Wykład 4 - Gry o sumie zero. Instytut Informatyki Uniwersytetu Śląskiego

Rozkłady statystyk z próby

Dobór parametrów algorytmu ewolucyjnego

Generowanie i optymalizacja harmonogramu za pomoca

Optymalizacja optymalizacji

Strategie ewolucyjne (ang. evolu4on strategies)

Procesy stochastyczne

Teoria Gier - wojna, rybołówstwo i sprawiedliwość w polityce.

Podręcznik. Przykład 1: Wyborcy

Rachunek prawdopodobieństwa Rozdział 6: Twierdzenia graniczne.

Algorytm genetyczny (genetic algorithm)-

Modelowanie Preferencji a Ryzyko. Dlaczego w dylemat więźnia warto grać kwantowo?

Ćwiczenia: Ukryte procesy Markowa lista 1 kierunek: matematyka, specjalność: analiza danych i modelowanie, studia II

Teoria gier. wstęp Teoria gier Zdzisław Dzedzej 1

Procedura modelowania matematycznego

ALHE Z11 Jarosław Arabas wykład 11

Algorytmy genetyczne

Algorytmy genetyczne. Paweł Cieśla. 8 stycznia 2009

ALGORYTMY GENETYCZNE (wykład + ćwiczenia)

Prognozowanie i Symulacje. Wykład I. Matematyczne metody prognozowania

Dokładne i graniczne rozkłady statystyk z próby

Algorytmy ewolucyjne - algorytmy genetyczne. I. Karcz-Dulęba

Zakładamy, że są niezależnymi zmiennymi podlegającymi (dowolnemu) rozkładowi o skończonej wartości oczekiwanej i wariancji.

PROGRAM. XVIII Krajowej Konferencji Zastosowań Matematyki w Biologii i Medycynie

Układy statystyczne. Jacek Jurkowski, Fizyka Statystyczna. Instytut Fizyki

Zadanie 1. Liczba szkód N w ciągu roku z pewnego ryzyka ma rozkład geometryczny: k =

Ogólnopolska Konferencja Aktuarialna Zagadnienia aktuarialne teoria i praktyka Warszawa, IE SGH 2009

19 marzec, Łańcuchy Markowa z czasem dyskretnym. Procesy Stochastyczne, wykład 6, T. Byczkowski, Procesy Stochastyczne, PPT, Matematyka MAP1136

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

WYMAGANIA WSTĘPNE W ZAKRESIE WIEDZY, UMIEJĘTNOŚCI I INNYCHY KOMPETENCJI EFEKTY KSZTAŁCENIA

Rozkład normalny. Marcin Zajenkowski. Marcin Zajenkowski () Rozkład normalny 1 / 26

Konstruktywne metody znajdowania równowag w dużych gospodarkach.

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Kierunek: Matematyka Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

Teoria gier matematyki). optymalności decyzji 2 lub więcej Decyzja wpływa na wynik innych graczy strategiami

Fale biegnące w równaniach reakcji-dyfuzji

Układy stochastyczne

Stabilność II Metody Lapunowa badania stabilności

WYDZIAŁ ELEKTRONIKI MIKROSYSTEMÓW I FOTONIKI

Algorytmy stochastyczne, wykład 01 Podstawowy algorytm genetyczny

MATEMATYKA PLAN STUDIÓW STACJONARNYCH DRUGIEGO STOPNIA

Transkrypt:

GRA Przykład 1) Zbiór graczy n = 2 myśliwych I= {1,,n} 2) Zbiór strategii S = {polować na jelenia, gonić zająca} S = {1,,m} 3) Wypłaty jeleń - zając - 10 utils 3 utils U i : S n R i=1,,n J Z J Z J 5 0 5 3 Z 3 3 0 3

Równowaga Nasha Jak grać? Przypisanie graczom strategii, tak iż żadnemu z graczy, przy ustalonych strategiach wszystkich innych graczy, nie opłaca się zmienić swojej strategii

Formalnie gra w jelenia i zająca (St,St) równowaga efektywna (H,H) równowaga bezpieczna średnia St - 5/2 średnia H - 3 problem wyboru równowagi

Dynamika populacji czas A i B - dwa możliwe zachowania, fenotypy, strategie osobników

Deterministyczna dynamika replikatorowa A B U = A a b B c d p A (t) liczba osobników grających strategią A w czasie t p B (t) liczba osobników grających strategią B w czasie t U A = ax + b(1-x) U B = cx + d(1-x) Proponujemy p A (t+ε)=(1-ε)p A (t) + εp A (t)u A (t) U av = xu A +(1-x)U B

Stochastyczne dynamiki z opóźnieniami czasowymi w grach ewolucyjnych oraz modelach ekspresji i regulacji genów Jacek Miękisz Instytut Matematyki Stosowanej i Mechaniki Uniwersytet Warszawski Warszawa 29 października 2015 Proseminarium licencjackie

p A (t+ε) = (1-ε)p A (t) + εp A (t)u A (t) p B (t+ε) = (1-ε)p B (t) + εp B (t)u B (t) p(t+ε) = (1-ε)p(t) + εp(t)u av (t)

dx/dt = x(1-x)(u A U B ) Polowanie na jelenia J Z J 5 0 Z 3 3 Gołąb - Jastrząb 0 3/ 5 1 wewnętrzny stan stacjonarny jest niestabilny J G J -1 2 G 0 1 0 1/2 1 wewnętrzny stan stacjonarny jest stabilny

Dlaczego opóźnienie czasowe może powodować powstawanie cykli Przykład Opóźnienia czasowe t=0,1, dynamika strzałkowa -m 0 m wprowadźmy opóźnienie warunki początkowe Pojawia się cykl stabilny o amplitudzie i okresie

Wprowadźmy stochastyczne zaburzenie z prawdopodobieństwem 1 - ε = z prawdopodobieństwem ε Otrzymaliśmy prosty przykład dynamiki stochastycznej z opóźnieniem czasowym

m = 20 = 9 ε = 0.1

Opóźnienia czasowe w grach ewolucyjnych Opóźnienie typu społecznego Zakładamy, że gracze w czasie t replikują się proporcjonalnie do średniej wypłaty w czasie t-τ Proponujemy x *

Odpowiednie równanie replikatorowe w czasie ciągłym ma następująca postać może być też zapisane jako Twierdzenie (Jan Alboszta i JM, J. Theor. Biol. 231: 175-179, 2004) x * jest asymptotycznie stabilny dla odpowiednio małego τ x * jest asymptotycznie niestabilny dla odpowiednio dużego τ

Opóźnienie czasowe typu biologicznego Zakładamy, że dzieci rodzą sięτjednostek czasu po tym jak ich rodzice grali i otrzymali wypłaty. Proponujemy Twierdzenie (JA i JM, JTB 2004) x * jest asymptotycznie stabilny dla każdego opóźnienia τ

Projekt 5 Zbadanie stabilności punktów stacjonarnych dynamiki replikatorowej z opóźnieniami czasowymi a)zależnymi od strategii w przypadku gier symetrycznych b) zależnymi od populacji w przypadku gier niesymetrycznych

Prosty model ewolucji Selekcja osobnicy oddziałują w parach grają w gry uzyskują wypłaty = liczba potomstwa Fenotypy są dziedziczone Potomstwo może mutować

Dobór osobników do gry każdy gra z każdym losowe spotkania graczy gry na grafach, populacje ze strukturą przestrzenną

Stochastyczna dynamika skończonych populacji n - liczba osobników z t - liczba osobników grających A w czasie t Ω ={0,,n} - przestrzeń stanów z t+1 > z t selekcja jeśli średnia z A > średnia z B mutacje Każdy osobnik może zmienić swoją strategię z prawdopodobieństwem ε

Łańcuchy Markowa zbiór stanów S= {1,2,,N} prawdopodobieństwa przejścia wzór na prawdopodobieństwo całkowite rozkład stacjonarny

Własność Markowa Przyszłość nie zależy od przeszłości, pod warunkiem że znana jest teraźniejszość

Dynamika deterministyczna reguła najlepszej odpowiedzi i Br(St,St)=St Br(H,H)=H Br(H,St)=Br(St,H)=H

Dynamika stochastyczna zaburzona najlepsza odpowiedź z prawdopodobieństwem, 1-ε gracz wybiera najlepszą odpowiedź z prawdopodobieństwem ε gracz myli się

Łańcuch Markowa z jedyną miarą stacjonarną µ ε n

Stochastyczne modele ekspresji genów

Komórka biologiczna 500 nm Zakład Ultrastruktury Komórki Instytut Medycyny Doświadczalnej i Klinicznej PAN im. M. Mossakowskiego, Warszawa

Komórka biochemiczna

Komórka matematyczna DNA mrna Ø białko Ø

Poziom makroskopowy DNA mrna Ø białko Ø

Poziom mikroskopowy r - liczba cząsteczek mrna p - liczba cząsteczek białka prawdopodobieństwo zajścia w czasie (t,t+h) proces urodzin i śmierci

Równanie M f(r,p,t) - prawdopodobieństwo, że w czasie t będzie r cząsteczek mrna i p cząsteczek białka

Naszym celem jest obliczyć wartość średnią liczby cząsteczek białka <p> wariancję liczby cząsteczek białka Var(p) = <(p-<p>) 2 > = <p 2 >-<p> 2 czynnik Fano

Metoda funkcji tworzących

Otrzymujemy zamknięty układ równań różniczkowych zwyczajnych

Ostatecznie dostajemy analityczne wyrażenie na wariancję RNA i białka

Auto-represja genów w komórce

Równania Mistrzów prawdopodobieństwo, że w komórce jest n cząsteczek białka i gen jest odpowiednio w stanie 0 lub 1 w czasie t

Równania Mistrzów prawdopodobieństwo, że w komórce jest n cząsteczek białka i gen jest odpowiednio w stanie 0 lub 1 w czasie t

samo-uzgodniona średnia liczba cząsteczek białka mamy wzory na wartość oczekiwana i wariancję n

Dziękuję za uwagę