Proyectos de investigación competitivos financiados por entidades externas
Interacciones dependientes del tiempo en sistemas complejos: Formalismo matemático e interpretación física.
Acrónimo
CODICS
Título proyecto
Interacciones dependientes del tiempo en sistemas complejos: Formalismo matemático e interpretación física.
Referencia externa
PID2024-158120NB-C21
Descripción/abstract
En los últimos 25 años, la ciencia de redes se ha consolidado como un pilar central en la comprensión de sistemas complejos. Al incorporar conectividad de red y heterogeneidad, se ha transformado nuestra percepción de algunos fenómenos físicos, alejándose de la dependencia tradicional en interacciones simétricas y homogéneas. Entre los avances clave destacan la caracterización de topologías de red, el estudio de interacciones dependientes del tiempo, el desarrollo del formalismo de redes multicapa y la investigación de interacciones de orden superior. Estos avances han impulsado disciplinas tan diversas como la biología, la medicina, la neurociencia y las ciencias sociales. No obstante, los modelos analíticos han simplificado históricamente los sustratos de interacción, tratándolos como meros intercambios a través de enlaces de red, al tiempo que han descuidado el "contexto" en el que dichas interacciones están emplazadas. El contexto se refiere a cualquier variable ambiental que pueda alterar o facilitar las interacciones, abarcando tanto efectos espaciales como vinculados a la red. Por ejemplo, en neurociencia, las interacciones entre neuronas no solo están mediadas por sinapsis, sino también por células gliales y la difusión extracelular de neurotransmisores. De manera similar, en bandadas de aves, la propagación de señales a través del aire influye significativamente en la dinámica grupal. Las interacciones sociales, por su parte, también se adaptan al entorno, con cambios de comportamiento determinados por el contexto, como en situaciones sociales informales o entornos jerárquicos. La hipótesis principal de este proyecto es que las redes complejas están inherentemente emplazadas en espacios físicos, y que dichos espacios interactúan con la red en un bucle de retroalimentación que no debe ser ignorado. Aunque estudios previos en sistemas específicos, como el cerebro, han destacado la relevancia del contexto, no existe un formalismo general que lo integre sistemáticamente como un componente esencial del modelado de sistemas complejos. Este proyecto busca abordar esta carencia desarrollando un marco unificado que combine procesos dinámicos discretos en redes con la propagación continua o discreta de señales en el medio circundante. El marco integrará interacciones dependientes del tiempo, multicapa y de orden superior en el concepto de contexto. Uno de los desafíos será reconciliar la dinámica de la red con la propagación de señales en el medio, que podría variar desde un continuo (por ejemplo, campos espaciales) hasta un conjunto discreto (por ejemplo, elementos cercanos que influyen en las interacciones). El resultado esperado es una perspectiva transformadora sobre los sistemas complejos, que ofrezca una descripción más realista y holística. Este enfoque tiene el potencial de avanzar significativamente nuestra comprensión de fenómenos como el funcionamiento del cerebro y el comportamiento colectivo en sistemas vivos, así como de proporcionar aplicaciones innovadoras en diversos campos. Al incorporar el contexto como un elemento central de las interacciones en redes, este proyecto aspira a redefinir cómo se estudian y modelan los sistemas complejos.
Entidad financiadora
MINISTERIO DE CIENCIA, INNOVACION Y UNIVERSIDADES
Entidad financiadora
118.750,00 €
Logos
Convocatoria
Ayudas a «Proyectos de Generación de Conocimiento» y a actuaciones para la formación de personal investigador predoctoral asociadas a dichos proyectos, en el marco del Plan Estatal de Investigación Científica, Técnica y de Innovación 2024-2027. Año 2024
Fecha inicio
01-09-2025
Fecha fin
31-08-2028
Departamento/IP
Enginyeria Informàtica i Matemàtiques/ARENAS MORENO, ALEJANDRO; GRANELL MARTORELL, CLARA
