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First-principles calculations to identify user behavior that generates various social media phenomena

Research Project

Project/Area Number 20K21783
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
Research InstitutionChiba University

Principal Investigator

Shioda Shigeo  千葉大学, 大学院情報学研究院, 教授 (70334167)

Project Period (FY) 2020-07-30 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Keywordsソーシャルメディア / Twitter / 情報拡散 / リツイート / 合意形成 / SIRモデル / マタイ効果 / 格差 / 安定分布 / 合計形成 / ユーザ行動
Outline of Research at the Start

Twitter等のソーシャルメディアにおいて日常的/非日常的に見られる種々の情報の投稿と拡散の多様な現象には,幾つかの共通する特徴が見い出される.数個の物理法則から自然界の様々な現象が生じるように,ソーシャルメディア上のこれら多様な現象は,一般ユーザの少数の共通行動原理から生み出されると予想し,実データに基づきその行動原理を解明する.その際に,ユーザ間の個人的つながりだけではなく,共通の公共インターネット空間を介した情報拡散の影響を陽に取り入れる.加えて,実規模シミュレーション等により,ソーシャルメディア上の現象を個々のユーザの行動原理に基づき精緻に再現・予測する技術を確立する.

Outline of Final Research Achievements

The principles of user behavior that give rise to various information diffusion phenomena on social media were examined from both an analysis of actual data collected via Twitter APIs and a theoretical analysis using a probabilistic model. The main conclusions are as follows. (1) In addition to diffusion through follower-follower relationships (diffusion by users repeating retweets of tweets of interest), the influence of diffusion through public Internet spaces such as summary sites cannot be ignored, (2) The nature of Twitter, which further encourages the diffusion of tweets with a high number of retweets, creates disparities in the scale of information diffusion, and (3) Consensus building within communities and the echo chamber phenomenon can be explained by the first-principle models based on individual user behavior.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ソーシャルメディアに見られる様々な情報拡散現象を,個々のソーシャルメディアユーザの行動に基づく第一原理的モデルに基づいて定量的に説明し得ることを示した.ソーシャルメディアに見られる現象は社会現象の一つであり,本研究の結果は,様々な社会現象を第一原理的モデルにより定量的に説明できる可能性を示唆している.例えば,本研究により,Twitterにおけるリツイート格差は「リツイートがさらなるリツイートを呼ぶ」というマタイ効果で定量的に説明できることが明らかとなった.このことから,様々な社会的格差は,マタイ効果を取り入れた第一原理的モデルにより統一的・定量的に論じられる可能性があると考えられる.

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Open Access: 1 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Distribution of consensus in a broadcast-based consensus algorithm with random initial opinions2023

    • Author(s)
      Shioda Shigeo、Kato Dai
    • Journal Title

      Journal of Applied Probability

      Volume: 60 Issue: 4 Pages: 1416-1438

    • DOI

      10.1017/jpr.2023.9

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Ergodicity of Time Reversal Process of Stochastic Consensus Formation and Its Application2022

    • Author(s)
      Shioda Shigeo、Takehara Kenta
    • Journal Title

      ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review

      Volume: 50 Issue: 2 Pages: 12-14

    • DOI

      10.1145/3561074.3561079

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Quantifying Matthew Effect of Twitter2022

    • Author(s)
      Shioda Shigeo、Konishi Takahito
    • Journal Title

      Proceedings of the Ninth International Conference on Social Networks Analysis, Management and Security (SNAMS)

      Volume: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1109/snams58071.2022.10062637

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Probability laws of consensus in a broadcast-based consensus-forming algorithm2021

    • Author(s)
      Katoh Dai、Shioda Shigeo
    • Journal Title

      Stochastic Models

      Volume: 38 Issue: 1 Pages: 91-115

    • DOI

      10.1080/15326349.2021.1982394

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ブロードキャスト型合意形成における合意結果の確率特性2021

    • Author(s)
      塩田茂雄, 加藤大
    • Journal Title

      オペレーションズ・リサーチ

      Volume: 65 Pages: 591-599

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      2021 Research-status Report
  • [Journal Article] Distribution of Consensus in a Broadcasting-based Consensus-forming Algorithm2021

    • Author(s)
      Shioda Shigeo
    • Journal Title

      ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review

      Volume: 48 Issue: 3 Pages: 91-96

    • DOI

      10.1145/3453953.3453974

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Information Spread across Social Network Services with Non-Responsiveness of Individual Users2020

    • Author(s)
      Shioda Shigeo、Nakajima Keisuke、Minamikawa Masato
    • Journal Title

      Computers

      Volume: 9 Issue: 3 Pages: 65-65

    • DOI

      10.3390/computers9030065

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Coupon Subset Collection Problem with Quotas2020

    • Author(s)
      Shioda Shigeo
    • Journal Title

      Methodology and Computing in Applied Probability

      Volume: 1 Issue: 4 Pages: 1-33

    • DOI

      10.1007/s11009-020-09811-z

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Existence of Twitter Users with Untraceable Retweet Paths and its Implications2020

    • Author(s)
      Shioda Shigeo、Nakajima Keisuke
    • Journal Title

      Proceeding of the 2020 Seventh International Conference on Social Networks Analysis, Management and Security

      Volume: 1 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1109/snams52053.2020.9336544

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] "ゴシップ型合意形成アルゴリズムの確率的性質に関する考察2024

    • Author(s)
      小田島和真, 竹原健太, 塩田茂雄
    • Organizer
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] ネットワーク上の情報拡散過程と強相関近似に関する考察2024

    • Author(s)
      坂本優太朗, 塩田茂雄
    • Organizer
      電子情報通信学会コミュニケーションクオリティ研究会
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Uniqueness of consensus of gosship-based consensus algorithm2023

    • Author(s)
      K. Odashima, K. Takehara, and S. Shioda
    • Organizer
      2023 International Symposium on Nonlinear Theory and Its Applications
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      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 格子状ネットワーク上の情報拡散過程に関する考察2023

    • Author(s)
      坂本優太朗, 塩田茂雄
    • Organizer
      第4回コミュニケーションクオリティ(CQ)学生ワークショップ
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      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] Ergodicity of time reversal process of stochastic consensus formation and its application2022

    • Author(s)
      S. Shioda and K. Takehara
    • Organizer
      ACM SIGMETRICS Workshop on Mathematical Performance Modeling and Analysis (MAMA)
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      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] リツイートの集中現象とマタイ効果2022

    • Author(s)
      塩田茂雄
    • Organizer
      AXIES 高品質・セキュリティICTワークショップ
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 確率的合意形成アルゴリズムにより得られる合意結果の確率的性質2022

    • Author(s)
      竹原健太,塩田茂雄
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会秋季研究発表会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] リツイート数分布を再現するツイート投稿モデル2022

    • Author(s)
      小西隆仁,塩田茂雄
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 合意形成モデルにおけるフィルターバブルの影響と合意形成不全2022

    • Author(s)
      岩崎創,塩田茂雄
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
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      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 確率的合意形成アルゴリズムにより形成される合意結果の確率的性質2022

    • Author(s)
      塩田茂雄, 竹原健太
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会チュートリアルセッション, NT-1-2
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] リツイート数分布の特徴を再現するTwitterユーザのリツイート行動モデル2022

    • Author(s)
      塩田茂雄, 小西隆仁
    • Organizer
      電子情報通信学会 通信行動工学研究会
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] べき指数が 2 未満のカスケードサイズ分布を再現するツイート投稿モデル2021

    • Author(s)
      小西隆仁, 塩田茂雄
    • Organizer
      電子情報通信学会 ソサイエティ大会, B-11-20
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ブロードキャスト型合意形成における合意結果の確率的な性質に関する考察2021

    • Author(s)
      塩田茂雄, 加藤大
    • Organizer
      電子情報通信学会 コミュニケーションクオリティ研究会, CQ2021-33
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ブロードキャスト型合意形成における合意結果の分布に関する考察2021

    • Author(s)
      塩田茂雄
    • Organizer
      日本オペレーションズ・リサーチ学会 待ち行列研究部会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ブロードキャスト型合意形成における合意結果の確率特性2021

    • Author(s)
      加藤大, 塩田茂雄
    • Organizer
      待ち行列シンポジウム「確率モデルとその応用」
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Distribution of consensus in a broadcast-based consensus-forming algorithm2020

    • Author(s)
      S. Shioda
    • Organizer
      IFIP WG 7.3 Performance
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Existence of Twitter users with untraceable retweet paths and its implication2020

    • Author(s)
      S. Shioda and K. Nakajima
    • Organizer
      International Conference on Social Networks Analysis, Management and Security
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      2020 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Remarks] 千葉大学塩田研究室

    • URL

      http://www.qos.tu.chiba-u.jp/

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      2022 Research-status Report

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Published: 2020-08-03   Modified: 2025-01-30  

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