Um grafo é uma estrutura matemática e de computação usada para representar de forma abstrata uma rede, um conjunto de objetos ou relações existentes entre eles.
- Grafo é uma estrutura de dados formada por dois componentes: nó (vértice) e relação (aresta).
- Uma rede é um conjunto de vértices ligados por arestas, que pode ser representado por um grafo.
- Grafo pela sua simplicidade é uma estrutura adequada para compor uma grande variedade de redes do mundo real.
- Qualquer tipo de modelo … abstrato, artificial, físico, matemático, neural, cognitivo, de resolução de problema, métodos científicos, funções cognitias, equações matemáticos e computacionais … podem ser analisados, descritos, compreendidos, comunicados, explicados em detalhes com o uso de grafos.
- A teoria de grafos é o ramo da matemática que descreve as propriedades dos grafos.
- A teoria (ou ciência) de redes estuda as representações em rede de fenômenos físicos, biológicos e sociais, levando a modelos preditivos desses fenômenos.
- A Ciência de Redes é uma ciência interdisciplinar tendo como base o formalismo matemático da Teoria de Grafos
Ciência de Rede.
Propósito Cracarterísticas e Aplicações.
- Sistemas biológicos … representar uma rede de conexões entre os neurônios no cérebro, interação entre moléculas nos processos metabólicos em uma célula, interações entre as diferentes espécies em um dado ecossistema.
- Redes sociais … representar uma rede onde pessoas são os vértices e suas interações são as conexões, as relações entre as pessoas formam as comunidades e sociedades, disseminação de cultura e opinião, processos cooperativos, aprendizado de linguagem, colaboração científica e caracterização de grupos sociais … facebook, instagran, etc.
- Redes tecnológicas e de transporte … representar e estudar o perfil, gestão, economia, escalabilidade, desempenho e seguranças de rede de serviços e informação, como internet, rede elétrica, malha rodoviária, rotas aéreas, mapas de cidade, mapas de transporte urbano, modelos de negócios em rede.
- Texto: pode ser representado como uma rede na qual os vértices são as palavras e as conexões a sequência.
Grafos na Empresa.
Representação de Tarefas … os grafos e algoritmos da teoria de grafos podem modelar e representar: 1) projetos – delimitar escopo, fronteiras e interfaces e interações, 2) times e atividades chave do modelo de negócio da empresa, 2) projetos e pessoas, propósitos e objetivos comuns, 3) contexto ambiental e regulamentações, 4) delimitar escopo, fronteiras e interfaces de processos e interações, 5) simular relações de causa e efeito, de flutuação de demanda e oferta, 6) escolher caminhos caminhos alternativos e resilientes, etc.
Algoritmização … o grafo pode representar graficamente um algoritmo, que é uma sequência de instruções ou comandos realizados por pessoas e computadores, de maneira sistemática com o objetivo de resolver um problema ou executar uma tarefa na empresa; é uma linguagem formal, gráfica, não ambígua, de alto nível; que descreve “redes de coisas” … é uma forma de solução de problemas que permite que pessoa e computadores se entendam, expandir e conversar, resolver classes de problemas específicos e bem estruturados, com sinergia;.
Pensar de forma algoritmica é saber usar regras da ciência cognitiva, modelos matemáticos, lógica, teoria de conjunto e teoria de grafos.
Representação de Tarefas … os grafos e algoritmos da teoria de grafos podem modelar e representar: 1) projetos – delimitar escopo, fronteiras e interfaces e interações, 2) times e atividades chave do modelo de negócio da empresa, 2) projetos e pessoas, propósitos e objetivos comuns, 3) contexto ambiental e regulamentações, 4) delimitar escopo, fronteiras e interfaces de processos e interações, 5) simular relações de causa e efeito, de flutuação de demanda e oferta, 6) escolher caminhos caminhos alternativos e resilientes, etc.
Gestão do Conhecimento Cognitivo … o grafo é uma “estrutura ótima” para o estudo, mapeamento, criação dinâmica e controle, de “zonas de desenvolvimento proximal” que podem ser criadas na empresa para gestão cognitiva e comportamental.
Os grafos de conhecimento representam informações em um formato estruturado e interconectado. Eles consistem em entidades (nós) e relacionamentos (bordas) entre essas entidades. As entidades podem representar objetos, conceitos ou ideias do mundo real, enquanto os relacionamentos descrevem como essas entidades estão conectadas.
A intuição por trás dos grafos de conhecimento é imitar a maneira como os seres humanos entendem e raciocinam sobre o mundo.
Na estruura de grafo (estrura de rede) as informações não são armazenadas em silos (bloco d informações) isoladas, em vez disso, são feitas conexões entre diferentes partes da informação, formando uma rede de conhecimento rica e interconectada.
Os grafos de conhecimento nos ajudam a ver como as entidades estão conectadas, mostrando claramente os relacionamentos entre diferentes entidades. A exploração dessas conexões nos permite encontrar novas informações e tirar conclusões que seriam difíceis obter a partir de informações separadas.
Percorrer as relações no grafo de conhecimento nos permite extrair informações específicas e entender as conexões entre as entidades. Os grafos de conhecimento podem se tornar muito mais complexos, com vários nós e relacionamentos, permitindo a representação do intrincado conhecimento do mundo real de forma estruturada e interconectada.
A representação estuturada do grafo facilita a recuperação de informações relevantes para uma determinada consulta ou tarefa, em comparação com dados de texto não estruturados.
A teoria de grafo é a ferramenta básica para definir as leis de formação de rede de conexões entre pessoas, tarefas, ferramentas, na empresa e cadeia de valor.
Análise de Situação …
- A estrutura de grafos e seus vários algoritmos, permite organizar, coletar, analisar, informações, numa estrutura de rede, considerando todo o escopo da rede.
- Todos os elementos da rede estão interconectados, de tal forma que qualquer mudança em um dos seus componenntes, será sinalizada na rede e comunicada a todos os nós, de tal forma que todos tenham uma matriz de adjacência e rede atualizada.
- A análise de situação usando a abordagem da teoria de rede acrescenta uma grande quantidade de indicadores e parâmetros de rede, para a solução de problemas de rede.
- Uma rede para funcionar, seus componentes precisam ser monitorados em tempo real para garantir objetivos de gestão, economia, atendimento, desempenho e segurança
A estrutura simples e flexível de um grafo e a aplicação de algoritmos gráficos, permite modelar e remodelar rapidamente a lógica da rede, incluir e excluir nós (vértices ) e relacões (arestas), de acordo com a demanda e dinamicidade do ambiente real.
- Atualizar o estado da rede (situação do contexto) … quantificar nós, interações, caminhos, tráfego, tempo de resposta, perdas.
- Mapear e Monitorar a rede … quantidade de nós, regiões, fontes de concentração e distribuição de tráfego, fluxos, caminhos, atalhos, gargalos.
- Identificar caminhos mínimos e máximos entre nós da rede … avaliar a melhor solução à luz dos indicadores de rede.
- Simular ambientes e situações de tarefas … exaurir computacionalmente os vários caminhos, recursos, pessoas, custos, locaaaaais e de rede pata tomar decisões ae resolver problemas.
- Fazer predições … a aplicação da ciência de rede permite fazer “predições em rede” baseadas no contexto de interações (perguntas e respostas) na rede, identificar “sinais gráficos” na rede,.
- São novas variáveis e padrões de alterações acrescentados artificialmente pela teoria de rede.
- A teoria de rede acrescenta metainformações para a solução de um problema da rede nó) que depende de outros
- que sem eles seriam necessários muitas horas e esforços de gestão individual, ou seja; permite você ver hoje sinais que individualmente só seriam vistos no futuro, quando trabalhamos em rede significa que podemos indentificar um problema na raiz ou no seu início pelo vomule de informações que conseguimos gerar e perceber através de parâmetros da rede.
- Análise de Gargalos … analisar caminhos críticos num grafo; calcular caminhos mínimos e máximos; pontos de fila ou congestionamentos em modelos de sistemas.
- Análise de Meios e Fins – usar grafo para mapear e investigar a situação, meios, caminhos e fins (metas) possíveis para atingir um objetivo específico.
- Análise de Gap – modelar e comparar duas situações parametrizadas num grafo; via histórico ou processamento de grandes volumes de informação e variáveis de controle; aplicar IA (aprendizagem profunda, aprendizagem especializada), análise topológica, etc.
- Aprendizagem de máquina – ensinar máquinas a pensarem como humanos; modelagem de grafos; métodos contextuais – prever um ponto no espaço via a sua periferia, e monitorar a mudança, qualitativa e quantitativa de nós e relacionamentos; significa migrar da abordagem bottom up (de dentro para forra, visão de especialistas) para a abordagem top down ( de fora para dentro, de grande quantidade de informações); para tal, usa métodos de otimização matemática, redes neurais artificiais ou “grafos parametrizadores”
- Aprendizagem de humanos –
- Árvore de Decisão … um tipo de grafo sem redundâncias, ou circularidade; um padrão fudamental de qualquer grafo, que conecta “n” nós com “n-1” arestas.
- registrar e acessar caminhos e alternativas
- descrever procedimentos passo a passo
- descrever conceitos e suas relações diretas e indiretas.
- Estados Mentais … diagramar estados cognitivos e comportamentais de tarefas.
- Contextualização … inter-relacionar e mapear circunstâncias que acompanham um fato, u uma situação; significar; encadear o discurso.
- Circunstancialização …
- inteligência artificial – usar a tecnologia para ampliar a realidade, emoção, cognição, e ensinar máquinas a perceberem e pensarem como humanos. desempenho
- Diagrama de Estados … ou transições de estado permite modelar comportamento de um sistema, usuário, consumidor, interessado, necessidade, objeto, produto, serviço, solução.
- mapas conceituais
- mapas mentais
- modelar sistemas
- redes neurais,
- redes de conhecimento
- redes de informação,
- Repetição espaçada …
Os grafos podem ser usados para modelar muitos tipos de relações e processos em sistemas físicos, biológicos, sociais, empresariais e de informação.
Muitos problemas práticos podem ser representados por gráfos.
O conceito de rede pode ser definido como um grafo no qual atributos (nós, nomes, conceitos) estão associados a conexões (relações, arestas, vértices).
Na empresa podemos usar grafos para: FORMATAR
- Estrutura e fluxos de dados.
- formatar informação.
- formatar conhecimento.
- formatar algoritmos
- treinar equipes on the job
- fazer mapas físicos ou de estados mentais
- fazer análise de meios e fins … identificar caminhos viáveis para a resolução de problemas.
- fazer anãlise de gaps … comparar parâmetros entre nós é relações e identificar mudanças, entre situações estratégicas, ou mais prováveis.
para o uso inteligente de grafos na tomada de decisão, resolução de problemas, aprendizagem e seu papel crucial na IA – Inteligência Artificial
O grafo decreve contextos, relações de causa e efeitos entre conceitos, que representam as “coisas” reais que estão no nosso entorno.
Por exemplo, modelam negócio, proposta de valor, ofertas, clientes ideais … tudo considerado fator chave para o sucesso.
Grafos, têm potencial para transmitir mais do que o conhecimento descritivo sobre um assunto, faclitar a gregar informações de emoções e sentimentos, num mesmo contexto.
Grafos são mapas de meios e fins para ligar uma coisa a outra.
Dessa forma pode ser usada como linguagem de alto nível na empresa, por todos.
Grafos permitem representar e expandir a realidade, através de conceitos.
São excelente ferramentas para avaliar evisualizar mudanças de contextos à partir de mudanças nas cisrcuntâncias, concceitos ou relações.
Permite que pequrnas mudanlças possam ser mais facilmente notadas … aumrnta a pércepção.
Permite memorizar contextos tanto na nossa memória de curto e longo prazo, como em memórias secundárias em papel, computador e comunicação em rede.
Facilitam a qualificação e quantificação de situções e contextos e facilitam sobrmaneira a comparação de contextos.
Comparar contextos tanto no curto prazo como no curto prazo significa grande vantagem competitiva.
Significa inteligência competitiva e olhar o todo de forma sintética e estruturada,
Aumenta sobremaneira a capacidade de resolução de problema e inovação, já que também explicita os paradigmas ou fronteiras que delimitam o contexto de ytrabalho ou do problema.
É uma forma simples e flexível de modelar contextos, pensamentos, atividades, tarefas de forma gráfica e facilitar fazer simulações da realidade, múltiplas situações, e caminhos para conectar situações, problemas, meios e fins … de tal forma que possa ser entendido por um computador.
Uma imagem vale mais do que 1000 palavras.
Ajuda a fazer pesquisas rápidas e avaliar todos os recursos e formas de usá-los num”contexto bem determinado” pelo grafo.
No contexto da Inteligência Artificial, os grafos são fundamentais para traduzir realidade e m conceitos inteligíveis por humanos e computador.
Pensar em resolver problemas e facilitar a transferência e copartilahemnto de informações e conhecimento entre pessoas e computador.; ambos; em rede.
Grágfos permitem pensarmos como hunano e computador, ensinar humanos e computadores de forma sínérgica.
Conclusão
Partindo-se do princípio que compreeder é entender as relações de causa e efeito, os grafos são uma das melhores formas de representar a compreensão, porque junto com o conceito, permitem “carregar” suas relações e contexto.
