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ゲーム理論における限定合理性への統計力学的アプローチ

研究課題

研究課題/領域番号 19K21542
補助金の研究課題番号 18H06476 (2018)
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分基金 (2019)
補助金 (2018)
審査区分 1002:人間情報学、応用情報学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

上田 仁彦  京都大学, 情報学研究科, 助教 (00826571)

研究期間 (年度) 2018-08-24 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワードゲーム理論 / 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 / 情報の非対称性 / カオス / 不完備情報ゲーム
研究開始時の研究の概要

ゲーム理論は複数の人間の合理的な意思決定を数学的に記述する理論である。この際、人間の行動は均衡の概念を用いて記述される。しかしながら、行動経済学的実験によると、人間の行動は必ずしも合理的ではないこと(限定合理性)が指摘されてきた。限定合理性の一つの起源として、人間の計算能力に限界があることが挙げられる。本研究では複雑なゲームを行う際にこの計算量的限界によって均衡点に至ることができなくなる現象を統計力学の観点から解析する。

研究成果の概要

本研究では、(1)繰り返しゲームにおいて近年発見されたゼロ行列式戦略のゲームに依存しない数学的性質の解明、(2)限定合理的なクールノー寡占ゲームにおけるインサイダー情報の効果の解析、の2つの課題を行った。結果として、(1)存在可能なゼロ行列式戦略には大きな制約があること、(2)インサイダー情報がカオス的な経済ダイナミクスを安定化し得ること、がわかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

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。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 7件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Absolute negative mobility in evolution2020

    • 著者名/発表者名
      Ueda Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical

      巻: 53 号: 7 ページ: 075601-075601

    • DOI

      10.1088/1751-8121/ab6a6a

    • NAID

      120006817458

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Linear algebraic structure of zero-determinant strategies in repeated games2020

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda, Toshiyuki Tanaka
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Numerical calculation of overlap distribution of (2 + 1)-dimensional directed polymer in random media2019

    • 著者名/発表者名
      Ueda Masahiko
    • 雑誌名

      Journal of Statistical Mechanics: Theory and Experiment

      巻: 2019 号: 5 ページ: 053302-053302

    • DOI

      10.1088/1742-5468/ab14db

    • NAID

      120006709418

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of information asymmetry in Cournot duopoly game with bounded rationality2019

    • 著者名/発表者名
      Ueda Masahiko
    • 雑誌名

      Applied Mathematics and Computation

      巻: 362 ページ: 124535-124535

    • DOI

      10.1016/j.amc.2019.06.049

    • NAID

      120006709417

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ueda and Sasa Reply2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda, Shin-ichi Sasa
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 121 号: 12 ページ: 128902-128902

    • DOI

      10.1103/physrevlett.121.128902

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Effect of information asymmetry in Cournot duopoly game with bounded rationality2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda
    • 学会等名
      Statistical Physics of Complex Systems
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Consistency and independence of zero-determinant strategies in repeated games2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda, Toshiyuki Tanaka
    • 学会等名
      "International Meeting on Game Theory" as joint meeting of "12th International ISDG Workshop" and "13th International Conference on Game Theory and Management" (ISDG12-GTM2019)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Replica symmetry breaking in trajectory space for the trap model2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda, Shin-ichi Sasa
    • 学会等名
      40 years of Replica Symmetry Breaking
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Consistency and independence of payoff relations in zero-determinant strategies2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda, Toshiyuki Tanaka
    • 学会等名
      The 3rd East Asia Game Theory Conference (EAGT2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゼロ行列式戦略における利得関係式の整合性2019

    • 著者名/発表者名
      上田仁彦, 田中利幸
    • 学会等名
      日本物理学会第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Numerical calculation of overlap distribution of (2+1)-dimensional directed polymer in random media2019

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda
    • 学会等名
      EMN Hawaii Meeting on Polymer
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ゼロ行列式戦略における利得関係式の整合性2018

    • 著者名/発表者名
      上田仁彦, 田中利幸
    • 学会等名
      ネットワーク科学セミナー2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 対数相関ポテンシャル中拡散における軌道の局在2018

    • 著者名/発表者名
      上田仁彦
    • 学会等名
      日本物理学会2018年秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Consistency of payoff relations in zero-determinant strategies2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda, Toshiyuki Tanaka
    • 学会等名
      Advances in Physics of Emergent orders in Fluctuations (APEF2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Replica symmetry breaking in trajectory space for diffusion in logarithmically correlated random potentials2018

    • 著者名/発表者名
      Masahiko Ueda
    • 学会等名
      Soft matter physics: from the perspective of the essential heterogeneity
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-08-27   更新日: 2024-03-26  

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