As pessoas tendem a se conectar com outras pessoas que são como elas. Ex-alunos da mesma alma mater são mais propensos a colaborar em um projeto de pesquisa, ou indivíduos com as mesmas crenças políticas são mais propensos a aderir aos mesmos partidos políticos, participar de comícios e participar de discussões on-line. Este conceito sociológico, denominado homofilia, tem sido observado em muitos estudos de ciência de redes. Mas se indivíduos com ideias semelhantes se agrupam em espaços online e offline para reforçar as ideias uns dos outros e formar sinergias, o que isso significa para a sociedade?

Pesquisadores do MIT queriam investigar mais a homofilia para entender como grupos de três ou mais interagem em ambientes sociais complexos. Pesquisas anteriores sobre a compreensão da homofilia estudaram as relações entre pares de pessoas. Por exemplo, quando dois membros do Congresso copatrocinam um projeto de lei, é provável que sejam do mesmo partido político.

No entanto, pouco se sabe sobre se é provável que ocorram interações de grupo entre três ou mais pessoas entre indivíduos semelhantes. Se três membros do Congresso copatrocinarem um projeto de lei em conjunto, será provável que todos os três sejam membros do mesmo partido, ou esperaríamos mais bipartidarismo? Quando os investigadores tentaram alargar os métodos tradicionais para medir a homofilia nestas interacções de grupos maiores, descobriram que os resultados podem ser enganadores.

“Descobrimos que a homofilia observada em pares, ou em interações um a um, pode fazer parecer que há mais homofilia em grupos maiores do que realmente existe”, diz Arnab Sarker, estudante de pós-graduação no Instituto de Dados, Sistemas e Sociedade ( IDSS) e autor principal do estudo publicado em Proceedings of the National Academy of Sciences . “A medida anterior não levava em conta a forma como duas pessoas já se conhecem em ambientes de amizade”, acrescenta.

Para resolver esta questão, Sarker, juntamente com os coautores Natalie Northrup '22 e Ali Jadbabaie, professor de engenharia da JR East, chefe do Departamento de Engenharia Civil e Ambiental e membro principal do corpo docente do IDSS, desenvolveram uma nova maneira de medir homofilia. Tomando emprestadas ferramentas da topologia algébrica, um subcampo da matemática tipicamente aplicado na física, eles desenvolveram uma nova medida para entender se a homofilia ocorria em interações de grupo.

A nova medida, chamada homofilia simplicial, separa a homofilia vista em interações um-a-um daquelas em interações de grupos maiores e é baseada no conceito matemático de um complexo simplicial. Os investigadores testaram esta nova medida com dados do mundo real de 16 conjuntos de dados diferentes e descobriram que a homofilia simplicial fornece insights mais precisos sobre como coisas semelhantes interagem em grupos maiores. Curiosamente, a nova medida pode identificar melhor os casos em que há falta de semelhança nas interacções de grupos maiores, retificando assim uma fraqueza observada na medida anterior.

Um exemplo dessa instância foi demonstrado no conjunto de dados do site global de reservas de hotéis, Trivago. Eles descobriram que quando os viajantes procuram dois hotéis em uma sessão, muitas vezes escolhem hotéis geograficamente próximos um do outro. Mas quando olham para mais de dois hotéis numa sessão, é mais provável que procurem hotéis mais distantes um do outro (por exemplo, se estiverem a tirar férias com múltiplas paragens). O novo método mostrou “anti-homofilia” – em vez de hotéis semelhantes serem escolhidos em conjunto, hotéis diferentes foram escolhidos em conjunto.

“Nossa medida controla conexões entre pares e sugere que há mais diversidade nos hotéis que as pessoas procuram à medida que o tamanho do grupo aumenta, o que é um resultado econômico interessante”, diz Sarker.

Além disso, descobriram que a homofilia simplicial pode ajudar a identificar quando certas características são importantes para prever se os grupos irão interagir no futuro. Eles descobriram que quando há muitas semelhanças ou muitas diferenças entre indivíduos que já interagem em grupos, conhecer as características individuais pode ajudar a prever a conexão entre eles no futuro.

Northrup foi pesquisadora de graduação no projeto e trabalhou com Sarker e Jadbabaie durante três semestres antes de se formar. O projeto deu-lhe a oportunidade de pegar alguns dos conceitos que aprendeu em sala de aula e aplicá-los.

“Trabalhando neste projeto, eu realmente mergulhei na construção do modelo de rede de ordem superior e na compreensão da rede, na matemática, e na capacidade de implementá-la em grande escala”, diz Northrup, que estava no departamento de engenharia civil e ambiental, sistemas seguem com dupla especialização em economia.

A nova medida abre oportunidades para estudar interações complexas de grupos numa ampla gama de aplicações de rede, desde a ecologia ao tráfego e à socioeconomia. Uma das áreas que Sarker tem interesse em explorar é a dinâmica de grupo de pessoas que procuram emprego através das redes sociais. “A homofilia de ordem superior afeta a forma como as pessoas obtêm informações sobre empregos?” ele pergunta.    

Northrup acrescenta que também poderia ser usado para avaliar intervenções ou políticas específicas para conectar as pessoas com oportunidades de emprego fora da sua rede. “Você pode até usá-lo como uma medida para avaliar o quão eficaz isso pode ser.”

A investigação foi apoiada através de financiamento de uma bolsa Vannevar Bush do Gabinete do Secretário de Defesa dos EUA e da Iniciativa de Investigação Universitária Multidisciplinar do Gabinete de Investigação do Exército dos EUA.