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データ駆動型インセンティブ工学の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21H04890
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分61:人間情報学およびその関連分野
研究機関電気通信大学

研究代表者

岩崎 敦  電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (30380679)

研究分担者 野田 俊也  東京大学, 大学院経済学研究科(経済学部), 講師 (70934727)
研究期間 (年度) 2021-04-05 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2024年度)
配分額 *注記
27,040千円 (直接経費: 20,800千円、間接経費: 6,240千円)
2024年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2023年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2022年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2021年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
キーワードメカニズム設計 / ゲーム理論 / 計量経済学 / アルゴリズム / 最適化
研究開始時の研究の概要

本研究では,制約付きマッチングや警備計画策定といった相異なる利害をもつ主体のインセンティブを調整しながら稀少なリソースを配分する仕組み(メカニズム)を実際のデータから評価・修正する,データ駆動型インセンティブ工学を構築する.従来の理論は定性的な分析から,現実の制度や慣習における課題を解決してきた.しかし,研究者が企業や政府の担当者を説得して新しいメカニズムを実践するには,その効果を定量的に示す方が望ましい.そこで最適化や学習のアルゴリズム技法を駆使し,データ駆動で新しいメカニズムを事前に評価する技術の理論的基盤を構築する.

研究実績の概要

本研究では,制約付きマッチングや警備計画策定といった相異なる利害をもつ主体のインセンティブを調整しながら稀少なリソースを配分する仕組み(メカニズム)を実際のデータから評価・修正する,データ駆動型インセンティブ工学を構築する.令和5年度は以下の3 つの項目を相互にフィードバックさせながら研究を推進した:項目1)不確実な環境下における動学ゲームの均衡計算アルゴリズム;項目2)制約付きマッチングの定量的分析;項目3)警備計画策定問題の定量的分析.ただし,項目3については,当初の想定通りにデータが入手できなかったため、花き市場の定量分析に切り替えた。

関連する研究成果は人工知能と統計のトップ会議であるAISTATSに2023および2024に連続して採択された。さらに、AISTATS2023に採択された均衡計算アルゴリズムの発展版が機械学習分野のトップ会議であるICML2024に採択された。また、情報処理学会論文誌にも1編採択された。国内学会の発表は12件あり、今後の国際会議や論文誌への投稿を準備している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

項目1の均衡計算アルゴリズムについては,昨年の成果をもとに、ノイズを含みうる(利得の)勾配情報の下で、N人単調ゲームにおける終極反復収束(近似でない均衡に有限回で収束, last-iterate convergence)のレートを導出した。これは昨年の成果の一般化であるだけでなく、多数の学習アルゴリムを特殊ケースを含む形でアルゴリズムの枠組みを提案している。具体的には、観察される利得関数を摂動させて均衡の近傍(近似均衡)に収束させやすくする摂動型アルゴリズムのクラスを提案した。この成果は人工知能、とくに機械学習分野のトップ会議であるICML2024に採択された。

項目2の制約付きマッチングについては,昨年度に提案した枠組みを用いて、実際のデータと突き合せた検証を進めた。これには、日本の研修医配属で、どの研修医がどの病院とマッチしたのかだけでなく、研修医や病院の属性(研修医の出身大学や研修先となる病院の給与や労働環境)を収集するのが大きな課題となっていた。そこで厚生労働省の情報公開制度や、研修先情報サイト(レジナビWeb)を運営するメディカルプリンシプル社との連携を通じて、実証に必要なデータの収集に成功した。現在このデータを用いた分析を進めている。この成果は日本経済学会2024年度春季大会で発表予定である。

項目3については、予定していた警備計画策定問題のデータを入手できなくなった。一方で、中古車や花きといった商材のオークション市場を運営するオークネット社と連携し、中古自動車の査定価格予測システムの改善や花き市場の取引データの可視化に取り組んだ。とくに花き市場においてリンギクの取引量や価格にコロナ禍が与えた影響を可視化することに成功した。その成果は情報処理学会全国大会で発表し、2024年人工知能学会全国大会で発表予定である。

今後の研究の推進方策

項目1については,引き続きノイズを含みうる(利得の)勾配情報の下で、N人単調ゲームにおける終極反復収束を実現するアルゴリズムの設計・解析を継続する。とくに今のアルゴリズムは、異なるクラスのアルゴリズム、例えばOptimistic Mirror Descentなど、より収束レートが遅いことがわかっている。そこで我々が提案する摂動型アルゴリズムで同等の収束レートを実現する方法がないかを探索する。また、これまでの成果は標準型ゲームに限定していたので、展開型ゲームやシュタッケルベルグゲームにおける摂動型アルゴリズムの開発を進める。

項目2については、入手したデータの分析に努める。具体的には、研修医と病院の効用を推定したうえで、現行の制度が実現している社会厚生を導いた上で、政府が病院に罰金や補助金を課した場合の反実仮想分析を進める。さらに、よりよい制度設計のためには、どのようにデータを収集、整備すればよいかを厚生労働省や医師臨床研修マッチング協議会などの関連団体に提言していきたい。

項目3については、可視化取引データをもとに花きの需要と供給を推定、予測する技術を開発する。項目2で扱った離散選択モデルにもとづく効用推定を基本とする。時期ごとの需要(価格と取引量の関係)を示すことで、花きの供給量が変わったときの反実仮想分析を進めたい。さらにデータの可視化と分析で得た情報をどのような形で生産者に提供するのが適切なのかを議論する。とくに、単純に花き生産者の収入を最大化するだけでは不十分で、花きの生産、流通、消費に関わるステークホルダーからなる社会にとってどのような状態が望ましいか検討する。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書
  • 2022 実績報告書
  • 2021 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (42件)

すべて 2024 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (32件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] New York University(米国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] New York University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [国際共同研究] Northwestern University/New York University(米国)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 二人零和ゲームにおける突然変異駆動型正則化先導者追従法の終極反復収束2024

    • 著者名/発表者名
      阿部 拳之, 豊島 健太郎, 坂本 充生, 岩崎 敦
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 65(5)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Learning Fair Division from Bandit Feedback2024

    • 著者名/発表者名
      Hakuei Yamada, Junpei Komiyama, Kenshi Abe, Atsushi Iwasaki
    • 雑誌名

      Proceedings of The 27th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics

      巻: 238 ページ: 3106-3114

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Last-Iterate Convergence with Full and Noisy Feedback in Two-Player Zero-Sum Games2023

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Abe, Kaito Ariu, Mitsuki Sakamoto, Kentaro Toyoshima, Atsushi Iwasaki
    • 雑誌名

      Proceedings of The 26th International Conference on Artificial Intelligence and Statistics

      巻: 206 ページ: 7999-8028

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 私的観測下の繰り返し囚人のジレンマにおける協力のダイナミクス2022

    • 著者名/発表者名
      西野上 和真、五十嵐 瞭平、岩崎 敦
    • 雑誌名

      情報処理学会論文誌

      巻: 63 号: 4 ページ: 1138-1148

    • DOI

      10.20729/00217615

    • 年月日
      2022-04-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anytime Capacity Expansion in Medical Residency Match by Monte Carlo Tree Search2022

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Abe, Junpei Komiyama, Atsushi Iwasaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the 31th International Joint Conference on Artificial Intelligence (IJCAI-2022)

      巻: Main Track ページ: 3-9

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Mutation-driven follow the regularized leader for last-iterate convergence in zero-sum games2022

    • 著者名/発表者名
      Kenshi Abe, Mitsuki Sakamoto, Atsushi Iwasaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the Thirty-Eighth Conference on Uncertainty in Artificial Intelligence PMLR

      巻: 180 ページ: 1-10

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Slingshot Perturbation to Learning in Monotone Games2024

    • 著者名/発表者名
      Atsushi Iwasaki
    • 学会等名
      International Workshop on Learning in Misspecified Models and Beyond
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 研修医配属における地域間格差を調整する制約のモンテカルロ木探索2024

    • 著者名/発表者名
      板垣圭知, 小宮山純平, 阿部拳之, 岩崎 敦
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 二人零和マルコフゲームにおける状態抽象化法に関する研究2024

    • 著者名/発表者名
      石橋宙希, 島野雄貴, 阿部拳之, 岩﨑 敦
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 見間違えのある繰り返し囚人のジレンマの確率動学による分析2024

    • 著者名/発表者名
      谷川颯希, 村井伸一郎, 岩﨑 敦
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 不正確な特定化を含む恒常所得モデルに関する研究2024

    • 著者名/発表者名
      足立幸大, 岩﨑 敦, 池上 慧
    • 学会等名
      情報処理学会第86回全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 取り違えのある繰り返し囚人のジレンマにおける単独裏切-相互同期戦略2023

    • 著者名/発表者名
      村井 伸一郎, 岩崎 敦
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 二人零和展開型ゲームにおける突然変異付き乗算型重み更新に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      坂本 充生, 阿部 拳之, 蟻生 開人, 岩崎 敦
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 中古自動車の査定価格決定支援システムの実装2023

    • 著者名/発表者名
      段 裕之, 林 雄太郎, 松下 旦, 岩崎 敦
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オンライン環境において公平な資源配分を実現するアルゴリズムに関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      山田 博瑛, 小宮山 純平, 阿部 拳之, 岩﨑 敦
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 取り違えのある繰り返し囚人のジレンマにおける単独裏切-相互処罰戦略2023

    • 著者名/発表者名
      村井 伸一郎, 岩崎 敦
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オンライン環境において公平な資源配分を実現するアルゴリズムに関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      山田 博瑛, 小宮山純平, 阿部 拳之, 岩﨑 敦
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 中古車査定価格支援システムにおける機械学習モデル改善の取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      段 裕之, 林 雄太郎, Le Binh Thanh, 西山 佑典, 松下 旦, 岩崎 敦
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 研修医配属における地域間格差を調整する制約のモンテカルロ木探索2023

    • 著者名/発表者名
      板垣 圭知, 小宮山 純平, 阿部 拳之, 岩﨑 敦
    • 学会等名
      第22回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] オンライン環境において公平な資源配分を実現するアルゴリズムに関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      山田博瑛, 小宮山純平, 阿部拳之, 岩﨑 敦
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 研修医配属における地域間格差を調整するための制約のモンテカルロ木探索2023

    • 著者名/発表者名
      板垣圭知, 小宮山純平, 阿部拳之, 岩崎 敦
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 公平なインターバルスケジューリング問題に関する研究2023

    • 著者名/発表者名
      酒井洸星, 岩崎 敦
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 取り違えのある繰り返し囚人のジレンマにおける単独裏切-相互同期戦略2023

    • 著者名/発表者名
      村井伸一郎, 岩崎 敦
    • 学会等名
      情報処理学会第85回全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Regulating Matching Markets with Constraints: Data-driven Taxation2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsushita, Kei Ikegami, Kyohei Okumura, Yoji Tomita, Atsushi Iwasaki
    • 学会等名
      第 28 回 DC コンファレンス
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Regulating Matching Markets with Constraints: Data-driven Taxation2023

    • 著者名/発表者名
      Akira Matsushita, Kei Ikegami, Kyohei Okumura, Yoji Tomita, Atsushi Iwasaki
    • 学会等名
      ゲーム理論ワークショップ2023
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二人零和ゲームにおける突然変異付きレプリケータダイナミクスを用いた学習アルゴリズムに関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      豊島 健太郎
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 取り違えのある繰り返し囚人のジレンマにおける協力のダイナミクス2022

    • 著者名/発表者名
      村井 伸一郎
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 制約付きマッチングのためのデータ駆動型課税規則に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      岩崎 敦
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 制約付きマッチングのためのデータ駆動型課税規則に関する研究2022

    • 著者名/発表者名
      岩崎 敦
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 二人零和ゲームにおける突然変異駆動型Follow-The-Regularized-Leaderの終極反復収束2022

    • 著者名/発表者名
      豊島 健太郎
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 取り違えのある繰り返し囚人のジレンマにおける協力のダイナミクス2022

    • 著者名/発表者名
      村井 伸一郎
    • 学会等名
      第21回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 見間違えのある繰り返しゲームのためのActor-Critic型強化学習2021

    • 著者名/発表者名
      坂本 充生
    • 学会等名
      第24回情報論的学習理論ワークショップ (IBIS2021)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ほぼ公的観測下の囚人のジレンマにおける協力のダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐瞭平
    • 学会等名
      日本OR学会秋季研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ほぼ公的観測下の繰り返し囚人のジレンマにおける協力のダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐瞭平
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 見間違えのある繰り返し囚人のジレンマにおける方策勾配法に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      坂本充生
    • 学会等名
      第20回情報科学技術フォーラム(選奨論文)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 反実仮想後悔最小化によるアメリカンフットボールにおけるオフェンス戦略の均衡推定2021

    • 著者名/発表者名
      島野 雄貴
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 見間違えのある繰り返し囚人のジレンマにおけるQ学習に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      坂本充生
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ほぼ公的観測下の繰り返し囚人のジレンマにおける協力のダイナミクス2021

    • 著者名/発表者名
      五十嵐瞭平
    • 学会等名
      人工知能学会全国大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [備考] Computational Incentive Science

    • URL

      https://sites.google.com/site/a2ciwasaki/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実績報告書 2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2021-04-28   更新日: 2024-12-25  

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