El presente proyecto de investigación se sitúa dentro de una área considerada emergente y prioritaria (estudios de la complejidad). Se trata de un proyecto interdisciplinario tanto en su temática como en su enfoque y metodología. Adicionalmente, debe destacarse que los temas que serán abordados son fundamentalmente teóricos; pero el proyecto posee la virtud de que algunos de sus alcances prácticos y comprobación en la realidad, serán igualmente abordados. Los tópicos a tratar se relacionan directamente con problemas reales que son reconocidos en los Programas Nacionales de Investigación Científica, como prioritarios para el país (ecología, cómputo, biomedicina, física biológica, etcétera). Adicionalmente, se consideran prioritarios para instituciones nacionales como la propia UNAM, el Instituto de Física de la UNAM o agencias extranjeras como la National Science Fundation, la National Academy of Sciences; o bien para sociedades científicas como la European Physical Society, la American Physical Society o el American Institute of Physics. Desde el punto de vista de la comprensión de aspectos básicos y fundamentales de la naturaleza, los temas del proyecto, así como la metodología, el enfoque teórico y práctico, pertenecen a un área novedosa y de frontera, cuyo objetivo principal es el de identificar y estudiar principios genéricos presentes en la conducta dinámica de sistemas formados por un número grande de componentes interconectados que se encuentran en interacción no-lineal y cuya representación gráfica son las "redes". Lo esencial en el estudio de las redes, no son los detalles materiales específicos de los casos particulares bajo estudio sino sus principios generales de funcionamiento. Por esto, el estudio de los fenómenos asociados a tales situaciones es interdisciplinario y no puede ser de otra manera puesto que los mismos principios genéricos pueden estar presentes en fenómenos de naturaleza diversa y aparentemente inconexos entre sí, como sería el caso de los sismos y la tectónica de placas, de la dinámica de medios excitables y su formación de patrones espaciales, de fenómenos sociales y económicos, de poblaciones biológicas, de la fenomenología molecular de proteínas o ácidos nucleicos etcétera. Como puede entenderse, el estudio de estos sistemas constituye una magnífica oportunidad para la integración de investigadores, grupos e instituciones con experiencias ricas, variadas y diversas en campos tradicionalmente distantes del quehacer científico. Otra manera adicional de destacar la relevancia de los temas y la metodología que se proponen en este proyecto, es el hecho de que en los últimos años se han creado alrededor del mundo y de manera sistemática, revistas, grupos, departamentos e instituciones específicas dedicadas al estudio de la complejidad, la dinámica no-lineal, la física biológica y la biología teórica. La UNAM no es una excepción y por ello se creó, hace una década, el Departamento de Sistemas Complejos en el IFUNAM y más tarde otras entidades tales como el Grupo Universitario de Fenómenos No-lineales y Mecánica (FENOMEC) que agrupa a investigadores de varios de los Institutos de la UNAM. El proyecto que aquí se presenta, forma parte del plan de trabajo del recién formado Grupo de Investigación en Biocomplejidad y Redes, el cual forma parte del organigrama oficial del Instituto de Física de la UNAM. Adicionalmente, pude mencionarse la iniciativa de un numeroso grupo de académicos de la mayoría de los Institutos del subsistema científico, por crear el llamado Centro de Ciencias de la Complejidad (C3) de la UNAM. El estudio de los sistemas complejos ha puesto en evidencia que diversas propiedades espaciales y temporales de tales sistemas surgen espontáneamente a partir de interacciones entre los elementos constituyentes (sin la existencia de un control centralizado) en escalas de tiempo y longitud considerablemente mayores que las escalas en las que ocurren dichas interacciones. Estas propiedades autoorganizadas y emergentes, se estudian con una familia novedosa de herramientas metodológicas y conceptuales originadas en la cooperación interdisciplinaria de varios campos de la ciencia. En este proyecto de investigación, se pretende estudiar propiedades complejas de los siguientes tipos: 1. Fenómenos colectivos y difusión en redes ecológicas 2. Dinámica de agentes y redes sociales 3. Dinámica de redes móviles para computación emergente Es importante hacer notar que la física de redes complejas, se considera actualmente un HOT TOPIC en la física internacional, de tal manera que este proyecto es actual y su temática es un tópico de frontera.

Este proyecto pretende desarrollar lineas de investigación novedosas y de frontera. A nivel nacional no existe otro grupo similar de trabajo avocado a estos temas de manera integral y a nivel internacional, el tema que se aborda es considerado uno de los HOT TOPICS en física (física de redes complejas). Las contribuciones especificas son: 1. Medir, en diferentes entornos (ecosistemas humanos) las distancias y tiempos invertidos en transporte y recolección de insumos mediante tecnología GPS. Con ellos se pretende un estudio detallado e inédito sobre las distribuciones estadísticas de las longitudes viajadas y los tiempos invertidos en ello, cuando los humanos realizan tareas de recolección de materias primas en el campo (Chiapas y Morelos) y las estadísticas de las distancias y tiempos invertidos en entornos urbanos, en usuarios de transporte publico y privado en la Ciudad de México. 2. Explorar, mediante modelos computacionales y observaciones de campo, los modos generales y colectivos de transporte humanos y su posible optimización. 3. Desarrollar nuevos modelos que incorporen estos parámetros a la variación medioambiental y que generen patrones de agrupación de agentes que después permitan generar predicciones específicas sobre la distancia a la que se deberían encontrar dos individuos elegidos al azar. 4. Construir modelos de redes sociales que reproduzcan las dinámicas asociadas al movimiento de insectos (difusión anómala) y como los patrones de movimiento pueden modificarse de acuerdo a la interacción social. Aquí se cuenta con resultados experimentales en termitas, ya realizados por el autor, en colaboración con colegas en Brasil. 5. Construir modelos novedosos de redes sociales basados en redes neuronales fluidas para entender la dinámica de la facilitación social en insectos. 6. Desarrollar modelos teóricos de interacción y cómputo colectivo emergente y prototipos reales de redes inalámbricas para procesamiento de información con nodos de cómputo móviles, Este tema es totalmente novedoso, tanto desde el punto de vista teórico como en el de posibles aplicaciones técnicas. 7. Estudiar modelos teóricos de transporte de semillas. 8. Estudiar modelos teóricos de redes numéricas.