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Title: Experiments and models for human decision-making: social dilemmas, pedestrian movement and financial markets
Author: Gutiérrez-Roig, Mario
Director: Perelló, Josep, 1974-
Masoliver, Jaume, 1951-
Keywords: Presa de decisions (Estadística)
Processos estocàstics
Dades massives
Statistical decision
Stochastic processes
Big data
Issue Date: 28-Jan-2016
Publisher: Universitat de Barcelona
Abstract: [eng] The revolution of ICT technologies in Digital Era combined with progress of ComplexitySciences have lead to the emergence of Computational Social Science, whose purposeis to analyze society in a quantitative way. Physics, can provide some tools in suchendeavor. Here, a new experimental framework called Pop-Up Experiments, based in Citizen Science philosophy and scientic rigor of Behavioral Experiments, is proposed.Experiments and mathematical models, in agreement with them, are used to validate and explain stylized facts of social phenomena concerning three diferent areas regarding human decision-making: Social Dilemmas, Pedestrian Movement and Financial Markets. In first place, two experiments are carried out on a variety of Social Dilemmas. Results demonstrate that children present a more volatile and random behavior than adults and the fact that individuals can be assigned to a small number of behavioral phenotypes. Secondly, pedestrian movement of visitors in a out-door fair have also been empiricallystudied. A model based in Langevin Dynamics that includes orientation persistence andpotential landscape is able to reproduce observed movement patterns. Moreover, suchtested model is theoretically adapted for describing other related issues like searching patterns. Finally, an experiment on human behavior with nancial data, where participants try to anticipate real price series, reveals that under high uncertain environment humans develop intuitive strategies that ease them to make decisions. One of such found strategies consist in imitating what the price did before. The existence of such strategyin real financial Big Data recordings is tested and afterwards confirmed by using Mutual Information and Transfer of Entropy techniques. Those mathematical methods also constitute a powerful tool to analyze the behavior of a population of investors in terms of synchronization and anticipation. In summary, all these experiences demonstrate thatstochastic models and mathematical tools belonging to Physics combined with Pop-UpExperiments constitute a very powerful tool at the service of Computational Social Science for the study of human decision-making. The impact of such fact based approachmodels is can be important in promoting cooperative environments in educational process, redesigning spaces to allow a better mobility in areas like fairs or understanding how people manage their investments to establish better financial market policies.
[spa] Las tecnologías de la revolucionarias de la Era Digital combinadas con el progreso de las Ciencias de la Complejidad han llevado a la creación de la Ciencia Social Computacional, cuyo proposito consiste en analizar la sociedad de forma cuantitativa. La Física puede aportar ciertas herramientas para dicho empeño. En esta tesis se pro-pone un nuevo marco experimental llamado \Pop-Up Experiments" basado tanto en la losofía de la Ciencia Ciudadana como en los experimentos de comportamiento humano. Estos experimentos son utilizados para valorar modelos que tratan de explicar regularidades y patrones en fenomenos sociales de tres areas distintas: Los dilemas sociales, el movimiento de las personas y el comportamiento en mercados financieros. En el primer caso, se llevan a cabo experimentos sobre una variedad de dilemas sociales demostrandoque un pequeño grupo de fenotipos es suficiente para clasificar el comportamiento de los humanos. Ademas, en el caso del Dilema del Prisionero con varias rondas, los resultados muestran que los niños presentan un comportamiento mas aleatorio y volatil. En la segunda area se analiza experimentalmente el movimiento de los visitantes de un recinto ferial. Un modelo basado en la Dinamica de Langevin que incluye persistencia en la orientacion y un campo de potencial permite reproducir los patrones observados. La versatilidad del modelo tambien permite su adaptacion para describir patrones de busqueda. Finalmente, un experimento sobre comportamiento humano en mercados financieros, donde los participantes tratan de predecir series reales de precios, revela que los humanos desarrollan estrategias intuitivas que les ayudan a tomar decisiones. Una de dichas estrategias, que consiste en imitar el mercado, es posteriormente con rmadautilizando analisis de Informacion Mutua y Transferencia de Entropia en registros de un fondo de inversion. En conclusion, estas experiencias demuestran que los modelosestoc asticos y herramientas de la Fisica, combinadas con los experimentos \Pop-Up" con-stituye una poderosa herramienta al servicio de las Ciencias Sociales Computacionalespara el estudio del proceso de toma de decisi on humano. El impacto de estos modelosbasados en hechos comprende desde la promoci on de entornos cooperativos en el procesoeducativo, hasta el redise~no de espacios para una mejor movilidad, pasando por un mejorentendimiento de c omo las personas manejan sus inversiones para una mejor regulaci onen mercados financieros.
URI: http://hdl.handle.net/2445/102490
Appears in Collections:Tesis Doctorals - Facultat - Física

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