Core estrito de um jogo de apreciação de amigos como uma solução de clustering
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Abstract
O agrupamento de dados (clustering) é um conjunto de técnicas que visam analisar um conjunto
de dados e dividi-lo em grupos, de modo que os elementos pertencentes a um mesmo grupo sejam
semelhantes entre si, enquanto elementos de grupos distintos apresentem diferenças significativas.
Uma das formas de se obter um agrupamento de dados é aplicar uma abordagem que gera uma
partição do conjunto de dados. Entre as diversas abordagens existentes, algumas são baseadas
em conceitos da teoria dos jogos cooperativos, área que estuda interações estratégicas entre
agentes racionais e a formação de coalizões entre eles. Em particular, os jogos hedônicos são um
tipo de jogo cooperativo em que jogadores tem preferências entre as coalizões que eles podem
participar. Diversos conceitos da teoria dos jogos cooperativos já foram aplicados em algoritmos
de agrupamento, como o valor de Shapley e, no contexto de jogos hedônicos, o uso de coalizões
Nash estáveis. No entanto, no cenário de jogos hedônicos, ainda observa-se uma lacuna na
utilização do conceito de núcleo (core), um dos mais robustos e fundamentais da teoria dos jogos
cooperativos. Diante disso, este trabalho propõe dois novos algoritmos de clustering, o CEAC e
o CEAC++, que identificam as componentes fortemente conexas do grafo associado ao jogo,
diferindo no modo de selecionar os amigos de cada jogador. Os algoritmos propostos foram
comparados com métodos clássicos, como o k-means, o agrupamento hierárquico e o DBSCAN.
Os resultados experimentais indicaram diferenças estatisticamente significativas segundo o teste
de Friedman, com diferenças entre o CEAC++ e os métodos k-means e agrupamento hierárquico
com ligações complete, single e average, segundo o teste post hoc de Nemenyi, demonstrando o
potencial da abordagem proposta.
Abstract in another language
Data clustering is a set of techniques aimed at analyzing a dataset and dividing it into groups such
that the elements within the same group are similar to each other, while elements from different
groups exhibit significant differences. One way to obtain a data clustering is by applying an
approach that generates a partition of the dataset. Among the various existing approaches, some
are based on concepts from cooperative game theory, a field that studies strategic interactions
among rational agents and the formation of coalitions among them. In particular, hedonic games
are a type of cooperative game in which players have preferences over the coalitions they may
join. Several concepts from cooperative game theory have already been applied to clustering
algorithms, such as the Shapley value and, in the context of hedonic games, the use of Nash-stable
coalitions. However, in the context of hedonic games, there remains a gap regarding the use of
the core, one of the most fundamental and robust concepts in cooperative game theory. Therefore,
this work proposes two new clustering algorithms, the CEAC and CEAC++, which identify the
strongly connected components of the graph associated with the game, differing in the way each
player’s friends are selected. The proposed algorithms were compared with classical methods,
such as k-means, hierarchical clustering, and DBSCAN. The experimental results indicated
statistically significant differences according to the Friedman test, with differences observed
between CEAC++ and the k-means method as well as hierarchical clustering with complete,
single, and average linkage, according to the Nemenyi post hoc test, demonstrating the potential
of the proposed approach.
Keywords
Teoria dos jogos, Jogos hedônicos, Agrupamento de dados, Coalizão, Grupos
Área do conhecimento
Ciências Exatas e da Terra
Citation
OLIVEIRA, Alan Gabriel Silva. Core estrito de um jogo hedônico de apreciação de amigos como uma solução de clustering. 2026. Monografia (Graduação em Ciência da Computação) – Universidade Federal do Cariri, Juazeiro do Norte, CE, 2026.