2023 Fiscal Year Annual Research Report
非協調・非協力動的システムの動的システム科学と制御
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21K04117
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
早川 朋久 東京工業大学, 工学院, 准教授 (30432008)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 非協調マルチエージェントシステム / パレート改善 / サステナビリティ / 不確かさ / 制御理論応用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本提案研究では，人間の戦略的行動選択を動的システムとして書き下し，ネットワーク化されている社会・経済的システム全体の時間的進展を制御理論・力学系理論の観点から解析した．特に，ゲーム理論的均衡構造と情報交換構造の階層化を行い，個別の利得最大化問題と，総体（社会）の利益（社会的余剰）の最大化との関係を定式化し，不完全情報下で合理的・非合理的選択，平衡状態，安定性，フィードバック結合を解析することにより，人間と社会の行動原理を解明し制御していく基礎論を構築した．
本研究ではまずゲーム理論を動的ネットワークシステムへ拡張し，戦略や利得の関係と制御理論における概念との対応付けをまず2主体の場合で行った．協力・非協力の概念は，他者の入力（戦略）に関知せず自己の利得関数を増やす方向にのみ注力しているか否かと定義できるが，各主体が自己利得最大化を行うアルゴリズムで最適戦略を探索する問題に置き換え，各主体の効用が増加するようなインセンティブ構造を導出した．また，協調・非協調関係で，協調行動は自己の利益最大化を犠牲にして，他の「何か」を最大化することを他の主体と共同で行うことと捉えられるが，この際の両者の利得関数をポテンシャルゲームのような関係，他者の利得関数の情報を持っているか否か(協調・非協調関係)，その情報保持関係に対称性がある場合と非対称な場合で特徴付けを行った．さらに，エージェント同士の協調=非協調関係をネットワーク上に階層的に位置づけ，大規模な非協調システムとしての解析を行い，各エージェントの利得が単調に増加するためのインセンティブの条件を導出した．
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