sábado, 16 de noviembre de 2013

Una solución al problema del matrimonio estable

Una de las cosas que se nos viene a la mente si escuchamos la palabra Nash es la teoría de juegos (o también la película Una mente brillante); el profesor Nash desarrolló dicha teoría especialmente en juegos no-cooperativos como el Dilema del prisionero, donde el juego se basa en las acciones y reacciones de dos personas mantenidas en forma separada. En este caso vamos a ver una variante de este supuesto: los juegos cooperativos.

El profesor Lloyd S. Sharpley trabajó precisamente en esta parte de la teoría de juegos, donde los participantes no estaban separados y podían cooperar para llegar a la mejor decisión para todos. Junto con el fallecido David Gale, desarrollan el algoritmo Gale – Sharpley con el cual analizan el problema de los matrimonios estables, en donde se establecía la mejor combinación de parejas entre una multitud de hombres y mujeres expresando sus preferencias.



El planteamiento del problema (en términos heurísticos) es el siguiente: 
Tenemos un conjunto formado por N hombres y N mujeres. Cada uno de ellos hace una lista de preferencias sobre el grupo del sexo opuesto. Finalmente, se trata de hacer un emparejamiento en donde en cada pareja, tanto el hombre como la mujer no preferirían estar con otras personas que con sus actuales parejas, es decir, un emparejamiento estable.

Gale y Sharpley demuestran que si el número de hombres es el mismo que el de mujeres, siempre existe una solución con matrimonios estables, la descripción del algoritmo es la siguiente:
- En un comienzo todos están sin parejas. 
- Para no caer en lo tradicional, vamos a suponer que la mujer es la que propone matrimonio.
Le propone matrimonio al primer hombre de su lista y ocurre que:
o   Si el hombre está libre, se casan.
o   Si el hombre ya está emparejado le pregunta si la prefiere a ella antes que a su pareja actual:
§  Si la prefiere a ella, el hombre se divorcia
§  Si no, entonces la mujer sigue y le propone matrimonio al segundo de su lista.

Finalmente el resultado va a ser un conjunto de parejas estables, aunque en este caso va a ser la solución óptima para el conjunto de mujeres y la peor para el conjunto de hombres. Si, en caso contrario, los hombres son los que proponen matrimonio, se obtiene la solución óptima para ellos.

Si te gustó el problema del matrimonio estable puedes jugar en el siguiente enlace emparejando naipes. 


Nota extra:
Cabe resaltar que Alvin E. Roth, quien junto con Lloyd ganaron el premio Nobel en el 2012, realizaron aplicaciones de este algoritmo y de sus teorías a problemas reales de asignación - justamente por lo cual fueron acreedores al Nobel - como por ejemplo la de los graduados médicos a puestos de trabajo equilibrando las preferencias de los médicos y las condiciones de los hospitales que los contratan, teniendo en cuenta las preferencias de las parejas de los médicos que muchas veces también son médicos. También han trabajado para revolucionar el sistema de escuelas públicas de New York y Boston, el sistema de admisión de las universidades norteamericanas y el sistema de donación de órganos.