Distinguished Talks @DI/LASIGE

Evolution of a Theory of Mind

Sala 6.3.27, Ciências ULisboa
Informações sobre o evento e fotografia do orador

Por Tom Lenaerts (Université Libre de Bruxelles).

Within AI research, proposals have been launched that argue for the creation of a new science of cooperative AI to address the problems that may arise from the diverse ecologies of AI systems that interact in complex ways with other AI and humans. One element of this new science would be the realization of AI that understand the motivations and ambitions of the other AI and humans in the mix.  Such an understanding requires AI to have a Theory of Mind (ToM), i.e., they need to recognize that the other entities have cognitive and emotional states and reason about them.  
The existence and characterization of a ToM in humans, upper primates and other species has been under investigation for decades now.  Neurological disorders like autistic spectrum disorder have been linked to the impairment of ToM where affected individuals have difficulties in assigning internal states to, or recognise emotions expressed by, others. In AI, a variety of models of different complexity have been explored revealing advantages of introducing a form of ToM in artificial systems. What so far has remained underexplored is when a ToM may evolve if there is a choice between using it or not in the imagined complex ecology.  In other words, what may be the conditions under which ToM will evolve? To answer this question, we developed an Evolutionary Game Theoretical model in which a finite population of individuals use strategies that incorporate (or not) a ToM, modelled using level-k recursive reasoning, to infer a best response to the anticipated behaviour of others within the context of the centipede game. We calibrated our results to the existing experimental knowledge on how humans behave in this game. We find that strategies incorporating a ToM evolve and prevail under natural selection, provided individuals make cognitive errors, and a temptation for higher future gains is in place.  We found furthermore that such non-deterministic reasoning co-evolves with an optimism bias, favouring the selection of a new equilibrium configuration in the centipede game, which was not anticipated to date. Our work reveals not only a unique perspective on the evolution of bounded rationality but also a co-evolutionary link between the evolution of ToM and the emergence of misbeliefs.

Short Bio: Tom Lenaerts (PhD 2003) is Professor in the Computer Science department at the Université Libre de Bruxelles (ULB), where he is co-heading the Machine Learning Group (MLG). MLG targets machine learning, AI and behavioural intelligence research focusing on time series analysis, causal and network inference, collective decision-making, social AI and behavioural analysis with applications in mobility, medicine, finance and biology. He also holds a partial affiliation as research professor with the Artificial Intelligence Lab of the Vrije Universiteit Brussel and is affiliated researcher  at the Center for Human-Compatible AI at UC Berkeley. He is chair of the Benelux Association for Artificial Intelligence, the main representing entity for academic AI research in the region and expert in the Global Partnership on Artificial Intelligence. He is working in a variety of interdisciplinary domains using AI and Machine Learning, involving topics like optimisation, multi-agent systems, collective intelligence, evolutionary game theory, computational biology and bioinformatics.

14h00
Departamento de Informática / LASIGE Computer Science and Engineering Research Centre
Pessoa a observar as estrelas

Conheça os aventureiros que expandem os limites da descoberta em todo o mundo.

MISSÃO RAMbo: um percurso em caminhada de sensibilização para a Resistência aos Antimicrobianos (RAM), que decorrerá no Anfiteatro Keil do Amaral, com um percurso de 5,4 km e com possibilidade de trazer o seu melhor amigo (um cão por pessoa).

Título "Turin Staff Week 2025", sobre fotografia da cidade de Turim

Uma oportunidade única para desenvolver competências, criar redes internacionais e conhecer de perto uma das instituições parceiras da aliança Unite! - inscrições até 21 de setembro.

Logótipo da Semana da Ciência e da Tecnologia 2025

Na Semana da Ciência e da Tecnologia, entre 24 e 30 de novembro 2025, a ciência será novamente a grande protagonista.

Seminário de Lógica Matemática, por Stephen Mackereth (Dartmouth College, Society of Fellows and Department of Philosophy).

Título do programa, fotografia de túnel e logótipo da Rede Alumni CIÊNCIAS

As candidaturas estão abertas de 24 de novembro de 2025 a 8 de janeiro de 2026.

Seminário do Centro de Física Teórica e Computacional, por Caren Norden (Gulbenkian Institute for Molecular Medicine, Oeiras, Portugal).

Vista aérea de povoação

A conferência é subordinada ao tema “People and Planet: How the Environment Shapes Human Health”.

Quatro investigadores num laboratório

O curso visa capacitar investigadores, docentes e técnicos para integrar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais académicos - candidaturas até 22 de novembro.

Workshop no âmbito do Programa de Saúde e Bem-Estar da ULisboa.

Grupo de estudantes

27 de novembro: A Cerimónia contará com a intervenção do Secretário de Estado Adjunto e do Trabalho, Adriano Rafael Moreira.

Três investigadores num laboratório

O curso visa capacitar profissionais para aplicar os princípios da economia circular em ambientes laboratoriais industriais, promovendo práticas sustentáveis e eficientes - candidaturas até 22 de novembro.

O evento tem como objetivo aproximar a ciência da sociedade, promovendo o diálogo aberto e a reflexão conjunta sobre temas ligados à mente, cérebro e cognição.

Título "Gostarias de realizar uma mobilidade Erasmus+?" e fotografia de estudante

Candidaturas de 01 a 31 de dezembro - as sessões informativas têm início a 19 de novembro.

Logótipo C-Academy

O curso fornece uma compreensão abrangente dos princípios e práticas fundamentais da cibersegurança e da privacidade, com aplicação tanto em contextos genéricos como em sistemas críticos - candidaturas até 07 de novembro.

Logótipo C-Academy

O curso proporciona uma visão aprofundada das tecnologias que suportam o desenvolvimento e integração de aplicações web - candidaturas até 10 de novembro.

Cesto com legumes

O curso tem como principal objetivo capacitar para a implementação e gestão sustentável de espaços de cultivo nas cidades, promovendo a segurança alimentar e a autonomia na produção de alimentos - candidaturas até 02 de novembro.

Natal 2025

Uma oportunidade única de estudantes e professores do ensino secundário dialogarem diretamente com especialistas de várias áreas científicas.

Vida marinha

O Projeto ULISSES está de volta para a 6.ª edição! As candidaturas decorrem até 15 de dezembro.

Computador portátil a projetar imagem de sequência biológica

O curso visa a aquisição de conhecimentos sobre as ferramentas bioinformáticas disponíveis para efetuar análises de sequências de DNA e proteínas, bem como a autonomia e espírito crítico na utilização dessas ferramentas. Procura igualmente desenvolver competências na utilização de software de bioinformática disponível gratuitamente na Internet e na interpretação do significado biológico dos resultados - candidaturas até 12 dezembro.

Representação de pessoa a interagir com tecnologia

O curso introduz o conceito de Digital Twins e a sua aplicação estratégica no contexto do serviço público, com foco na modernização digital, otimização de processos e apoio à decisão - candidaturas até 11 de janeiro.

Bola de cristal colocada no solo

O curso tem como objetivo apresentar aos participantes um estado da arte atualizado sobre a diversidade da biota do solo e os papéis funcionais desempenhados pelos organismos do solo nos principais processos ecológicos - candidaturas até 19 de dezembro.

Imagem exemplificativa da área da deteção remota

Este curso avançado tem como objetivo fornecer acesso e ferramentas para a aquisição e processamento de dados de deteção remota para diferentes aplicações, usando imagens multiespectrais de satélite, drone, terrestres e LiDAR, com foco na caracterização da vegetação e da paisagem, bem como das suas mudanças ao longo do tempo - candidaturas até 19 de dezembro.

Duas pessoas a interagirem num contexto de realidade virtual

O curso explora o potencial da Realidade Virtual (VR) e Aumentada (AR) como ferramentas inovadoras nos processos de onboarding e desenvolvimento de competências - candidaturas até 25 de janeiro.

Ginásio "inundado" de tecnologia

Um programa único na Europa, com o objetivo de capacitar para a integração crítica, segura e eficaz de ferramentas digitais na intervenção clínica - candidaturas até 30 de janeiro.

Páginas