Teoría de juegos evolutivos

 Análisis de problemas de cooperación desde una óptica distinta

Aunque esta teoría había surgido para explicar peleas ritualizadas en poblaciones de animales  en un contexto de herencia genética, rápidamente fue adoptada para explicar otros comportamientos en grupos de seres humanos que se propagan a través de la imitación. Nos permite ver el  problema  de la cooperación desde otro punto de vista, por ejemplo: cómo el aumento de la morosidad puede ser el resultado de imitar un comportamiento que beneficia inicialmente al individuo pero que, a la larga, perjudica a toda una comunidad y cómo, muchas veces, la solución propuesta de incrementar el aporte de los que cooperan es una medida contraproducente porque incentiva aún más la morosidad.

Entrevista a Magdalena del Rocío Botta Solano López, estudiante de Doctorado en Ciencias de la Computación de la Facultad Politécnica de la UNA

Presentación del Proyecto 14-INV-344 "Análisis e implementación práctica de modelos de cooperación basados en Teoría de juegos evolutivos". Fotografía: Archivo Departamento de Comunicación FP-UNA (DC) 


Tu línea de investigación es la Teoría de juegos evolutivos. ¿En qué consiste?

La teoría de juegos evolutivos incorpora conceptos de la evolución y la selección  natural a la teoría de juegos clásica. En vez de enfocarse en un individuo, en un jugador, se estudia a una población y se observa su evolución en el tiempo.  En una población, hay una serie de comportamientos posibles;  por ejemplo,  cooperar o no cooperar;  cada uno de estos comportamientos o estrategias le produce un beneficio al individuo que la utiliza, es decir, cada estrategia tiene un pago asociado.  En una población, los individuos interactúan, y es posible que un individuo compare su estrategia con la de otro individuo de su población. Si la otra estrategia tiene un mejor pago, es muy probable que el primer individuo cambie su estrategia para mejorar su pago.  Como resultado,  la composición de la población cambia, el porcentaje de individuos que utiliza cada una de las estrategias cambia, y, como el pago de una estrategia depende de la composición de la población, el pago también cambia.  

Te voy a dar un ejemplo -que no es de literatura- pero a mí me  parece que sirve para entender mejor:  un  grupo de personas se propone mantener, arreglar  la placita del  barrio, y, para eso, deciden reunirse un domingo cada quince días para arreglar, pintar, cortar el pasto, etc. ¿Qué podría pasar?  Al principio, lo más probable es que todos los vecinos vayan, pero para el tercer o cuarto mes, algunos ya no van a  ir. Total, con que vayan uno o dos, la placita va a seguir estando bien cuidada.  Pero, llega un momento en que esas personas  también dejan de ir, y  la placita queda abandonada. En este ejemplo, las estrategias son: ayudar  o quedarse en casa.  

Rocío Botta, estudiante de Doctorado. Fotografía OCCyT

En el inicio, cuando todos participan, quedarse en la casa es la estrategia con mejor pago, porque, aunque yo no ayude, puedo seguir disfrutando de la placita que está bien cuidada por los demás.  Pero, a medida que otras personas imitan la estrategia con más beneficios, no ir a ayudar, quedan pocas personas arreglando la plaza que comienza a verse abandonada.  En ese momento, el beneficio de quien no ayuda, tampoco es bueno porque la placita no se puede usar. En este ejemplo, se puede ver cómo la población va cambiando (en relación con la frecuencia de sus estrategias), así como el pago de las estrategias va cambiando.

“A mí, lo que más me gusta de la Teoría de Juegos Evolutivos es que puede ser entendida por todos  y,  la evolución de la cooperación aún más porque describe situaciones que cada uno puede relacionar a su propia experiencia.  Combina conceptos de la teoría de juegos y la teoría de la evolución y explica cómo un comportamiento se extiende dentro de una población”.  

Tenés una Maestría en Ciencias de la Computación y, ahora, estás cursando el  Doctorado en Ciencias de la Computación. ¿Por qué decidiste hacerlo y en esa área?

Decidí hacer el doctorado, luego de la maestría porque me enganché con la investigación.  Con la maestría quise darme una oportunidad y me gustó. Como soy  bióloga, me presentaron  varios artículos que tenían algo  que ver con Biología y, uno de ellos era sobre Teoría de Juegos  Evolutivos. Eso me interesó y comencé a leer más sobre el área; encontré que había muchos estudios sobre la evolución de la cooperación, es decir, cómo los seres vivos llegaron a un comportamiento cooperativo o, dicho de otra forma, cómo es posible que exista y se mantenga la cooperación en un grupo de seres vivos.  Un tema, que yo considero muy interesante.

Presentación en el "One day Workshop in scientific computing". FP-UNA. 30 de marzo 2017. Fotografía: Archivo DC.

Y continuás con el mismo tema el Doctorado

Si, el trabajo de la Maestría fue buscar y replicar  los modelos que existían sobre la evolución de la cooperación con la idea de ver si se podía aplicar a un caso real, estudiar si los resultados obtenidos de los modelos teóricos se podían observar en sistemas reales.  El caso práctico elegido fue la Junta de Saneamiento.

¿Por qué sobre ese tema en particular?

Por varios meses, después de haber replicado los modelos, busqué un tema práctico al que se le pudiera aplicar. Es una característica de estos modelos que la cooperación tiende a disminuir con el tiempo, a menos que se utilicen incentivos, y es común que existan ciclos.  

Un día, leyendo el diario, encontré un artículo sobre una Junta de Saneamiento.  Hablaba de la morosidad y daba datos.  Me pareció un buen caso, si consideramos que no pagar el servicio de agua es un comportamiento no cooperativo.  En las Juntas, la morosidad es alta; la cooperación tiende a disminuir y, además, aparentemente, existe un comportamiento cíclico: una junta nueva, recién inaugurada funciona muy bien. Luego de cierto tiempo, algunas comienzan a tener problemas y, en los casos más graves, el estado interviene. Eventualmente, la Junta vuelve a funcionar porque  es necesario el servicio de agua potable.  Todo esto, se puede ver en las noticias que salen en los medios de comunicación.

Por otra parte, las juntas de saneamiento son un modelo de provisión de agua potable muy interesante, con participación de la comunidad y del estado.  En Paraguay, son responsables de más del 30% de la provisión de agua del país.

Reunión con representantes de SENASA (Servicio Nacional de Saneamiento Ambiental), de la DASOC (Dirección de Asuntos Sociales y Organización Comunitaria). Presentación del Proyecto 14-INV-344 "Análisis e implementación práctica de modelos de cooperación basados en Teoría de juegos evolutivos". Fotografías: DC

Y a partir de ahí, ¿qué se obtiene? ¿Hay una propuesta de solución?

Lo que asombró a los biólogos que estudiaban altruismo, fue por qué existe la cooperación, si ayudar a otros va en detrimento de mi propio beneficio.  Se conocen condiciones como  la reciprocidad, compartir genes (parentesco), el uso de incentivos (recompensa o castigo) o  la opción de no participar en un proyecto, que ayudan a promover la cooperación y la mantienen a lo largo del tiempo.   Más que una propuesta de solución, es entender cómo funciona y conocer qué condiciones favorecen este comportamiento que una y otra vez aparece en todos los seres vivos (la teoría de juegos evolutivos surge originalmente para entender comportamientos observados en poblaciones de animales y más adelante se fue extendiendo su uso en poblaciones humanas).

En la maestría estudié modelos en donde la participación era opcional, otros de participación compulsoria.  En algunos, se aplicaba  castigo a los que no cooperaban, en otros, recompensa o ambos.  

En el doctorado, me enfoqué en cómo se aplican estos incentivos,  los casos más conocidos son la aplicación por pares; es decir, que los propios integrantes en forma personal deciden premiar o castigar y la aplicación por pozo, refiriéndose a un monto acumulado en un pozo que será luego utilizado para los incentivos.  La propuesta para el doctorado es modelar la forma de aplicar incentivos que se ve en situaciones prácticas, usando un modelo base de juego opcional sin incentivos. ¿Qué ocurre si solamente se sanciona a un grupo de los individuos que no cooperan, seleccionándolos al azar? En la vida real, puede ser imposible por falta de recursos, logística, etc., sancionar a todos. ¿Por qué separar el costo de mantener un proyecto o servicio del costo de sancionar a los morosos, si las instituciones deben cubrir ambos costos con el monto único que reciben como pago periódicamente?  El objetivo es presentar un modelo más cercano a la realidad.

Ya contás con dos publicaciones.

Tengo una que salió después de la Maestría, pero ya estaba aprobada para el CLEI, XLV Conferencia Latinoamericana de Informática 2013.

“Evolución de la cooperación en juegos evolutivos para juntas de saneamiento”

Presentación en XLV CLEI. Fotografía: Gentileza de la entrevistada

La última se publicó hace un mes, después de muchos contratiempos, en la revista Games MDPI.  Es el modelo que mencioné antes, un juego de bienes público opcional en donde la sanción se aplica a un  porcentaje de individuos seleccionados al azar.  La conclusión es que no es necesario sancionar a todos; con sancionar a un grupo de los que no cooperan, es posible alcanzar la cooperación de todo el grupo.

"Castigo fraccionado de  desertores para mejorar la cooperación en juegos de bienes públicos opcionales"

Sos Bióloga e Informática, ¿cómo se dio para que eligieras dos áreas aparentemente tan disímiles?

Ambas me gustan, pero la respuesta corta sería: "la vida", porque de alguna forma, pequeñas circunstancias hicieron que esté siempre entre ambas carreras.  Al terminar el colegio, decidí, a último momento, probar Biología. Me inscribí para rendir el examen de FACEN (Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UNA) y, al mismo tiempo, me inscribí en Informática en la Universidad Columbia, en Asunción, para tener otra opción por si no ingresaba.

Al final, Ingresé a FACEN, pero seguí estudiando ambas carreras, por dos años.  En Biología, teníamos clases de mañana y de tarde. Salía del Campus de la UNA en San Lorenzo a las seis de la tarde, y me iba hasta Asunción, en donde empezaba las clases a las siete.  No me daba el tiempo, entonces me dediqué a la Biología. 

Cuando terminé la carrera,  estuve de pasante un año en la Fundación Moisés Bertoni y, luego, trabajé en la SEAM (Secretaría del Medio Ambiente), que es MADES ahora (Ministerio del Ambiente y Desarrollo Sostenible). Estando allí, comencé a trabajar con gente que usaba  sistemas de información geográfica para medioambiente y me gustó mucho. Ahí dije que quería retomar Informática, y terminar mi licenciatura. 

Entonces, volví a la Informática, logré terminar la carrera, hacer la tesis – pero ya financiada por mi mamá, porque cuando estaba terminando mi Licenciatura en Análisis de Sistemas, me quedé sin trabajo en la SEAM.

Luego, me enteré de la oferta de la Maestría en Ciencias de la Computación en la FP-UNA, y, si bien no había hecho investigación antes, pensé en darme la oportunidad para probar a ver qué pasaba y me enganché.

Soy una estudiante de doctorado muy atípica; yo digo que hay personas que son capaces de cumplir todas las etapas en perfecto orden  y hacer todo bien: terminar el colegio, la facultad, pero estamos las otras personas que hacemos las cosas de forma un poco más sinuosa.


Representantes de SENASA y DASOC. Fotografía: Archivo del DC

Me habías hablado acerca de tu incursión en la investigación

En realidad, cuando comencé a hacer investigación en la maestría, me di cuenta de que, en los trabajos que tuve, siempre había algo de investigación. Pero yo veía a la investigación desde la biología, como  un trabajo puramente de laboratorio como el de los genetistas, biólogos moleculares o de campo, como los botánicos, zoólogos, ecólogos.

En  la SEAM,  trabajé en el Centro de Datos para la Conservación (CDC),  en el área de flora, donde nosotros teníamos que definir cuál era el estado de amenaza de las especies en Paraguay; es decir,  si la especie estaba amenazada, en peligro de extinción, etc.  Para eso, es necesario colectar toda la información existente, de herbarios, libros, analizar su situación, la distribución, los requerimientos de la especie y, a partir de ahí, recomendar un rango de amenaza. Y, eso es investigar. Ahora, trabajando con modelos, simulaciones de sistemas, me siento muy cómoda; encontré el área o la forma de investigar que me gusta.

Fuiste becaria del Conacyt 

Sí, fui becaria en la Maestría. Como mencioné antes, en ese momento estaba sin un trabajo fijo, hubiera sido imposible pagar la Maestría.  Si no hubiera existido la beca, yo no habría cursado el postgrado. Ahora, mi principal problema para terminar el Doctorado es la publicación; publicar un artículo es una exigencia de la Facultad Politécnica para el Doctorado, y es un proceso mucho más complicado de lo que uno cree. 

¿Cuál es tu propuesta o recomendación para aquellas personas que están interesadas en incursionar en la investigación, en especial las mujeres?

Me gustaría  repetir algo que me dijeron, con lo que estoy completamente de acuerdo: “para hacer investigación, hay que tener una alta tolerancia a la frustración" porque  el 90% del tiempo,  las cosas te salen mal: los resultados no salen, no hay datos, las herramientas no son adecuadas; además, uno comete errores, y es parte del proceso encontrar los errores y solucionarlos. No hay que desanimarse, hay que tener paciencia porque eventualmente se llega a un resultado.

Y  las mujeres, incluso necesitan más tolerancia a la frustración. Yo pienso que el sistema  está pensado y organizado para hombres investigadores, un vestigio del pasado quizás. Creo que aunque,  tengamos los mismos derechos que los hombres, en el día a día, la realidad es otra, y las oportunidades son diferentes, incluso  en el área  de la investigación. Y no es cuestión de reglas, el problema es la percepción hacia el  trabajo de una mujer: se respeta más, se valora más, se prioriza el trabajo de un investigador frente al de una investigadora. Todavía no hemos alcanzado la verdadera igualdad. -