Statistical mechanical approach to bounded rationality in game theory

2019 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K21542
• Project/Area Number (Other): 18H06476 (2018)
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Multi-year Fund (2019); Single-year Grants (2018)
• Review Section: 1002:Human informatics, applied informatics and related fields
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Ueda Masahiko 京都大学, 情報学研究科, 助教 (00826571)
• Project Period (FY): 2018-08-24 – 2020-03-31
• Keywords: ゲーム理論 / 限定合理性 / 繰り返しゲーム / ゼロ行列式戦略 / 寡占 / インサイダー情報

Outline of Final Research Achievements

We studied two problems related to bounded rationality in game theory: (1) Mathematical properties of zero-determinant strategies in repeated games which do not depend on the structure of games, and (2) effects of insider information in Cournot duopoly game with bounded rationality. We found that (1) possible zero-determinant strategies are strongly constrained by linear algebraic properties, and (2) chaotic dynamics of Cournot duopoly market with bounded rational players can be stabilized by insider information.

Free Research Field

統計物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ゼロ行列式戦略はプレイヤーの平均利得の間に一方的に線形関係式を課す戦略であり、必ずしも合理的な戦略ではないが他のプレイヤーを罰する際などに有用であると考えられている。これまで囚人のジレンマゲームのような具体的なゲームにおいてはその性質が調べられてきたが、ゲームの構造によらない性質はあまり注目されてこなかった。本研究ではゼロ行列式戦略のゲームの構造によらない数学的性質を明らかにしたので、一般のゲームにおいてゼロ行列式戦略を構成する必要がある際の指針として有用となると考えられる。また、限定合理的寡占ゲームにおいて、インサイダー情報のような有害であると思われている概念の有用性を見出すことができた。