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協力と対立の相互作用に対するゲーム理論的アプローチ

Research Project

Project/Area Number 22K13362
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 07010:Economic theory-related
Research InstitutionKyushu University (2023)
Tokyo Institute of Technology (2022)

Principal Investigator

阿部 貴晃  九州大学, 経済学研究院, 講師 (60848406)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2023: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000)
Fiscal Year 2022: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Keywordsゲーム理論 / 提携構造 / グループ / 協力 / 対立 / 安定性 / 分配 / 提携形成
Outline of Research at the Start

「グループの中では協力的だが、グループ間では対立している」という構図は、その規模の大小や時代を問わず、社会の中で広く観察される。例えば、国家間の同盟同士の対立、政党と政党の対立、学校・職場での派閥争いなどがあてはまる。このような協力と対立が混在する状況では、「共通の敵がいるから団結する」といったような、協力と対立の相互作用がパワーバランスに影響を与える。従来のゲーム理論では、協力行動の分析と戦略的行動の分析に分化していたため、協力と対立の混在状況に対する分析が困難であった。本研究では新しい理論モデルの提案も含め、この困難の打破を目的とする。

Outline of Annual Research Achievements

社会の中では大小さまざまな「グループ」が、相互に影響を与え合いながら活動している。企業や国家、政党、住民コミュニティなどがその例である。「グループ」を形成することで、資源や情報の交換をスムーズにしたり、生産性を向上させたり、規模や数の力で影響力を強めたりすることができる。本研究では、各種の社会現象の背後で原因となっている一般的構造を、グループというキーワードに注目してモデル化し、理論的に分析することを狙う。
複数の意思決定主体がそれぞれでグループを形成している状況は、一つの「構造」として理解できる。資源や費用の分配はこの構造の形に大きく影響を受ける。例えば、人々が国というグループによって分かれているとする。大きな需要のある資源(食料、資金、ワクチンなど)が、第一段階として国家間で交換・再分配され、そして、第二段階として各国家の中で人々に分配されるという分配の構図を考えてみる。このとき、国家ごとの人口や生産性によって受け取る配分量は自然と異なってくる。本研究課題では、このような構造と分配の関係性を数理的に明らかにする研究を行った。
当該年度の主要な成果は、「提携構造付きゲーム」における分配方法の特徴づけである。貢献度に応じて分配を決定する分配方法であるShapley値と、貢献度等は勘案せずに均等に分配を行う均等分配を折衷するような分配方法は、提携構造付きゲームの分野において特徴づけが達成されていなかった。本研究はこの問題に取り組み、提携構造付きゲームにおける折衷的分配方法の提案と公理的特徴づけを行った。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

当該年度は、理論研究の成果を、ゲーム理論のトップ国際誌に公刊することができた。研究内容は、グループ構造によってプレイヤーが分割されている場合の資源分配に関する理論研究である。グループ構造によってプレイヤーが分割されている状況は、「提携構造付きゲーム」という分野で主に扱われてきた。当該分野においてネックとなっていたのは、貢献度に応じて分配を決定するShapley値と貢献度等は勘案せずに均等に分配を行う均等分配を折衷するような分配方法はどのように特徴づけられるかという問題であった。このような折衷による分配方法自体は、多くの先行研究が存在するが、提携構造付きゲームにおいては、分配ルールの数式的な確立も特徴づけもどちらも達成されていなかった。本研究はこの問題に取り組み、提携構造付きゲームにおける上述の折衷的分配方法の提案と公理的特徴づけを行った。この成果は、査読付き国際誌Games and Economic Behaviorにて公刊された。また、この成果を踏まえて、更なる理論的進展を狙うため、国内外の研究者と共同で更なる分析を現在もなお行っている。

Strategy for Future Research Activity

プレイヤー達が関わる構造には、様々な種類がある。当該年度には特に「分割」と呼ばれる構造に注目して研究成果を残すことができた。しかし、例えば、ネットワーク構造やツリー構造のような、より多様な構造も考慮すべきである。これらの構造は、複数の国にまたがる河における汚染浄化の費用分担や、複数の県にわたって通される鉄道や幹線の利益・費用分担の問題に直結する点で重要度が高いと考えられる。次年度には、このようなグループ間により複雑な関係が敷かれている状況をモデル化し、分析を行うことを狙う。

Report

(2 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2023 2022

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] The in-group egalitarian Owen values2023

    • Author(s)
      Abe Takaaki、Nakada Satoshi
    • Journal Title

      Games and Economic Behavior

      Volume: 142 Pages: 1-16

    • DOI

      10.1016/j.geb.2023.07.013

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Potentials and solutions of cooperative games with a fixed player set2023

    • Author(s)
      Abe Takaaki、Nakada Satoshi
    • Journal Title

      International Journal of Game Theory

      Volume: 未定 Issue: 3 Pages: 757-774

    • DOI

      10.1007/s00182-023-00839-2

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Core stability of the Shapley value for cooperative games2022

    • Author(s)
      Abe Takaaki、Nakada Satoshi
    • Journal Title

      Social Choice and Welfare

      Volume: 60 Issue: 4 Pages: 523-543

    • DOI

      10.1007/s00355-022-01432-4

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Core thresholds of symmetric majority voting games2023

    • Author(s)
      Takaaki Abe
    • Organizer
      日本経済学会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] Patent Package Structures and Sharing Rules for Royalty Revenue2023

    • Author(s)
      Takaaki Abe
    • Organizer
      Summer Workshop on Game Theory and Experimental Economics 2023
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Incompatibility between Stability and Boundedness of Power in Multi-group Voting Games2022

    • Author(s)
      Takaaki Abe
    • Organizer
      SWET2022
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] Trade-off between Equality and Stability in Multi-group Voting Games2022

    • Author(s)
      Takaaki Abe
    • Organizer
      SING17
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Trade-off between Equality and Stability in Multi-group Voting Games2022

    • Author(s)
      Takaaki Abe
    • Organizer
      日経学会
    • Related Report
      2022 Research-status Report

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Published: 2022-04-19   Modified: 2024-12-25  

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