Взаимная синхронизация колебаний в системе связанных эволюционных игр

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Цель работы — исследовать коллективную динамику системы связанных сообществ, эволюционирующих по принципу популяционной игры «Битва полов». Отдельное сообщество включает в себя две взаимодействующие популяции игроков противоположного пола, где каждый игрок обладает одной из двух возможных конкурирующих стратегий поведения. Необходимо определить возможность взаимной синхронизации колебаний числа игроков, придерживающихся той или иной стратегии, построить область синхронизации, а также оценить зависимость свойств колебаний от силы связи. Методы. В данной работе исследуется система связанных посредством миграции эволюционных игр «Битва полов». Для моделирования эволюционной игровой динамики используется стохастический процесс Морана, а для многократной симуляции отдельных игровых траекторий применяется метод Монте-Карло. Для определения взаимной синхронизации используются критерии захвата частоты и фазы колебаний. Результаты. Показано, что в системе связанных эволюционных игр «Битва полов» при достаточно сильной связи наблюдается взаимная синхронизация колебаний. В частности, частоты колебаний двух сообществ подстраиваются и начинают совпадать при некотором параметре взаимодействия, а сами колебания становятся практически идентичными. Подобный результат наблюдался и для ансамбля более чем двух сообществ. Заключение. Определена зависимость средних частот колебаний сообществ от силы связи, продемонстрирована подстройка колебаний с увеличением силы связи, тем самым показана возможность взаимной синхронизации в модели связанных эволюционных игр «Битва полов». Численно найдена область частотной синхронизации.

Об авторах

Ольга Сергеевна Вершинина

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (ННГУ)

Email: olya.vershinina@itmm.unn.ru
ORCID iD: 0000-0002-3917-9592
Scopus Author ID: 57195273479
ResearcherId: AAJ-7282-2020
603950 Нижний Новгород, проспект Гагарина, 23

Михаил Васильевич Иванченко

Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет имени Н. И. Лобачевского (ННГУ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: ivanchenko@unn.ru
603950 Нижний Новгород, проспект Гагарина, 23

Список литературы

  1. Pikovsky A, Rosenblum M, Kurths J. Synchronization: A Universal Concept in Nonlinear Sciences. New York: Cambridge University Press; 2001. 411 p. doi: 10.1017/CBO9780511755743.
  2. Neiman A, Pei X, Russell D, Wojtenek W, Wilkens L, Moss F, Braun HA, Huber MT, Voigt K. Synchronization of the noisy electrosensitive cells in the paddlefish. Phys. Rev. Lett. 1999;82(3): 660–663. doi: 10.1103/PhysRevLett.82.660.
  3. Schafer C, Rosenblum MG, Abel HH, Kurths J. Synchronization in the human cardiorespiratory system. Phys. Rev. E. 1999;60(1):857–870. doi: 10.1103/PhysRevE.60.857.
  4. Tass P, Rosenblum MG, Weule J, Kurths J, Pikovsky A, Volkmann J, Schnitzler A, Freund HJ. Detection of n:m phase locking from noisy data: Application to magnetoencephalography. Phys. Rev. Lett. 1998;81(15):3291–3294. doi: 10.1103/PhysRevLett.81.3291.
  5. Amiri M, Bahrami F, Janahmadi M. Functional contributions of astrocytes in synchronization of a neuronal network model. Journal of Theoretical Biology. 2012;292:60–70. doi: 10.1016/j.jtbi. 2011.09.013.
  6. Blasius B, Huppert A, Stone L. Complex dynamics and phase synchronization in spatially extended ecological systems. Nature. 1999;399(6734):354–359. doi: 10.1038/20676.
  7. Simonis JL. Demographic stochasticity reduces the synchronizing effect of dispersal in predator– prey metapopulations. Ecology. 2012;97(3):1517–1524. doi: 10.1890/11-0460.1.
  8. Shabunin AV. Synchronization of infections spread processes in populations interacting: Modeling by lattices of cellular automata. Izvestiya VUZ. Applied Nonlinear Dynamics. 2020;28(4):383–396 (in Russian). doi: 10.18500/0869-6632-2020-28-4-383-396.
  9. Smith JM. Evolution and the Theory of Games. Cambridge: Cambridge University Press; 1982. 234 p. doi: 10.1017/CBO9780511806292.
  10. Dawkins R. The Selfish Gene. Oxford: Oxford University Press; 1976. 224 p.
  11. Nowak MA, Sasaki A, Taylor C, Fudenberg D. Emergence of cooperation and evolutionary stability in finite populations. Nature. 2004;428(6983):646–650. doi: 10.1038/nature02414.
  12. Taylor C, Fudenberg D, Sasaki A, Nowak MA. Evolutionary game dynamics in finite populations. Bull. Math. Biol. 2004;66(6):1621–1644. doi: 10.1016/j.bulm.2004.03.004.
  13. Vershinina O, Ivanchenko M, Denisov S. Quasi-stationary oscillations in game-driven evolutionary dynamics. Cybernetics and Physics. 2019;8(4):307–311. doi: 10.35470/2226-4116-2019-8-4-307- 311.
  14. Traulsen A, Claussen JC, Hauert C. Coevolutionary dynamics: From finite to infinite populations. Phys. Rev. Lett. 2005;95(23):238701. doi: 10.1103/PhysRevLett.95.238701.
  15. Rosenblum M, Pikovsky A, Kurths J, Schafer C, Tass PA. Chapter 9 Phase synchronization: From theory to data analysis. In: Moss F, Gielen S, editors. Handbook of Biological Physics. Vol. 4. Elsevier Science; 2001. P. 279–321. doi: 10.1016/S1383-8121(01)80012-9.
  16. Holt CA, Roth AE. The Nash equilibrium: a perspective. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2004;101(12):3999–4002. doi: 10.1073/pnas.0308738101.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».