被験者実験及び投機ゲームモデルを用いた意思決定構造が金融市場に及ぼす影響の研究

• Project/Area Number: 20J00107
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Review Section: Basic Section 07060:Money and finance-related
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 片平 啓 筑波大学, システム情報系, 特別研究員(PD)
• Project Period (FY): 2020-04-24 – 2023-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 投機ゲームモデル / マルチエージェントシミュレーション / 複雑系 / Stylized facts / 被験者行動実験 / 価格情報 / 自己組織化臨界 / 経済物理学

Outline of Research at the Start

株などの金融資産の価格は，個々のトレーダーの売買行動が集約される結果，日々変動している．本研究では，金融市場のシステムを階層的に捉え，ミクロレベルのトレーダーの行動が，マクロレベルで実際に観測される金融価格に対してどのような影響を与えているのか分析を行う．具体的には，被験者実験やシミュレーション実験により，売買における価格変化の大きさ情報の重要性やその認知差異，意思決定方法の違いなどが，市場価格に及ぼす影響について研究する．

Outline of Annual Research Achievements

本年度は、2021年に発表したSelf-organized Speculation Game（SOSG）の改良に努めた。SOSGは、金融市場で観察される多くのstylized factsを自己組織化準臨界の原理により再現できる画期的なエージェントベースモデルである。しかし、プレーヤーの資本調整を、認知的世界を通じて計算する構造が理解しづらく、この点を改善する必要があった。試行錯誤を続けた結果、問題の認知的世界が無くても機能する、よりシンプルで分かりやすいモデルを構築することに成功した。ただ、この改良モデルでは、stylized factsの創発に関する新規メカニズムが見つからなかったため、論文として投稿することについては見送った。

また、「価格情報の欠落が人間の取引行動に与える影響」について調査した被験者実験の結果を論文にまとめ、国際ジャーナルに投稿した。本研究では、価格情報が欠けるほど、本来の取引の仕方から乖離し、また、注文回数や注文量において、より対称的な売買を行うようになることを定性的に示していた。しかし、査読者から統計検定に関する多くの指摘を受けたため、採取したデータを再分析したところ、前半の主張が男性においてのみ有意であることが判明した。後半の主張については、男女ともに有意であったが、主張の一貫性が崩れたため、論文は撤回することとなった。

さらに、「価格変動に内在する投機的な時間構造」に関する論文がリジェクトされたため、内容をブラッシュアップして別の国際ジャーナルに論文を再投稿した。この論文では、発見した構造が時間スケールに依存するため、金融市場のモデルの定性的評価に利用できる点を明確にした。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Self-organized Speculation Game for the spontaneous emergence of financial stylized facts (2021)
  • Author(s): Katahira, K., Y. Chen, Akiyama, E.,
  • Journal Title: Physica A Volume: 582 Pages: 126227-126227
  • DOI: 10.1016/j.physa.2021.126227
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Heterogeneous round-trip trading and the emergence of volatility clustering in Speculation Game (2021)
  • Author(s): Katahira Kei、Chen Yu
  • Journal Title: Journal of Systems Science and Complexity Volume: －
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] An Extended Speculation Game for the Recovery of Hurst Exponent of Financial Time Series (2020)
  • Author(s): Katahira Kei、Chen Yu
  • Journal Title: New Mathematics and Natural Computation Volume: 16 Issue: 02 Pages: 319-325
  • DOI: 10.1142/s1793005720500192
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 確率的にホールドの長さが決まる人工市場モデル (2021)
  • Author(s): 片平啓、陳昱、秋山英三
  • Organizer: 人工知能学会 金融情報学研究会（SIG-FIN）
• [Presentation] 自発的に市場規模が定まる金融取引モデル (2020)
  • Author(s): 片平啓, 陳昱, 秋山英三
  • Organizer: 人工知能学会 金融情報学研究会（SIG-FIN）