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2021 年度 実施状況報告書

社会的ジレンマにおける負けないことが保証された直接互恵戦略の研究

研究課題

研究課題/領域番号 21K03362
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

村瀬 洋介  国立研究開発法人理化学研究所, 計算科学研究センター, 研究員 (30709770)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2025-03-31
キーワードゲーム理論 / 直接互恵 / 進化ゲーム / 大規模計算
研究実績の概要

繰り返し囚人のジレンマに代表される社会的ジレンマの問題は、ゲーム理論における中心的テーマとして長らく研究されてきた最も基本的な問題である。これらのゲームにおける有効な戦略として、しっぺ返し戦略 (Tit-for-Tat)をはじめとした多くの戦略が提案されてきたが、一般にこれらの戦略には一長一短が存在する。我々は、近年これらの問題において、「友好的ライバル戦略」という既存の戦略の「いいとこ取り」をした様な新奇な戦略クラスを発見した。本研究課題では、このクラスの戦略の研究をさらに進展させる。具体的目標は次の2点である。(1)一般のn-player の公共財ゲームにおいても有効な戦略を構築する。(2)友好的ライバル戦略が進化の過程においてどのような経路を経て生じるか(あるいは生じないか)を進化ゲームを用いて明らかにする。
昨年度は(1)の課題に注力し、一般のn人ゲームにおける解についての研究を行った。そのために、2人ゲームの場合の戦略「CAPRI」に着目し、これをオートマトンとして簡略化した表現に変換することで、その本質の理解を試みた。その結果、n人ゲームへの一般化に成功し、「CAPRI-n」と名付けた戦略を実際に発見することに成功した。実際にn=3,n=4の場合に富岳を用いた大規模計算で期待した性質が実現していることを数値的に検証し、また一般のnについて理論的に示すことに成功した。
これらの成果は、論文としてPlos Computational Biology誌に掲載され、国際会議等でも発表を行った。
また、研究が想定以上に順調に進展したことから、当初の予定になかった間接互恵にも研究対象を広げて研究を行い、こちらも論文や学会で発表を行った。

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

二つの具体的目標のうち一つを初年度に達成することができた。当初は2年ほどかかることを予想していたので、当初の計画以上に順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

二つの具体的目標のうちの二つ目、「友好的ライバル戦略が進化的に現れるメカニズムの解明」に注力する。また、目標を上方修正し、当初の計画にはなかった間接互恵研究についても取り組みたい。

次年度使用額が生じた理由

コロナウイルス感染症の蔓延等の影響により、旅費をはじめとした経費の執行が困難であったため

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (4件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Department of Physics/Pukyong National University/Busan(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Department of Physics/Pukyong National University/Busan
    • 他の機関数
      1
  • [国際共同研究] Department of Computer Science/Aalto University/Espoo(フィンランド)

    • 国名
      フィンランド
    • 外国機関名
      Department of Computer Science/Aalto University/Espoo
  • [国際共同研究] Department of Theoretical Physics/BME/Budapest(ハンガリー)

    • 国名
      ハンガリー
    • 外国機関名
      Department of Theoretical Physics/BME/Budapest
  • [国際共同研究] Department of Network and Data Science/Central European University/Vienna(オーストリア)

    • 国名
      オーストリア
    • 外国機関名
      Department of Network and Data Science/Central European University/Vienna
  • [雑誌論文] Social norms in indirect reciprocity with ternary reputations2022

    • 著者名/発表者名
      Murase Yohsuke、Kim Minjae、Baek Seung Ki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 ページ: 455

    • DOI

      10.1038/s41598-021-04033-w

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Friendly-rivalry solutions for direct reciprocity2021

    • 著者名/発表者名
      Murase Yohsuke、Baek Seung Ki
    • 雑誌名

      Proceedings of the ALIFE 2021: The 2021 Conference on Artificial Life. ALIFE 2021

      巻: - ページ: 68

    • DOI

      10.1162/isal_a_00388

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Deep Learning Exploration of Agent-Based Social Network Model Parameters2021

    • 著者名/発表者名
      Murase Yohsuke、Jo Hang-Hyun、Torok Janos、Kertesz Janos、Kaski Kimmo
    • 雑誌名

      Frontiers in Big Data

      巻: 4 ページ: 86

    • DOI

      10.3389/fdata.2021.739081

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Local stability of cooperation in a continuous model of indirect reciprocity2021

    • 著者名/発表者名
      Lee Sanghun、Murase Yohsuke、Baek Seung Ki
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 ページ: 14225

    • DOI

      10.1038/s41598-021-93598-7

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 社会ネットワークの数理モデリング2022

    • 著者名/発表者名
      村瀬洋介
    • 学会等名
      第17回ネットワーク生態学シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 間接互恵モデルにおける協力状態の線形安定性2022

    • 著者名/発表者名
      村瀬洋介
    • 学会等名
      日本物理学会年次大会 2022
  • [学会発表] Structural transition between overlapping and segregated phases in socialnetworks: An interplay between homophily and cyclic closure2021

    • 著者名/発表者名
      Yohsuke Murase
    • 学会等名
      Networks 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Friendly-rivalry solutions for direct reciprocity2021

    • 著者名/発表者名
      Yohsuke Murase
    • 学会等名
      ALIFE 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Developing meta-models for an agent-based social network model using deep learning2021

    • 著者名/発表者名
      Yohsuke Murase
    • 学会等名
      Roles of heterogeneity in non-equilibrium collective dynamics (RHINO 2021)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 一般n-プレイヤー繰り返し公共財ゲームにおける友好的ライバル戦略2021

    • 著者名/発表者名
      村瀬洋介
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会 2021
  • [学会発表] 間接互恵における3種のラベルを用いた場合のNash均衡戦略2021

    • 著者名/発表者名
      村瀬洋介
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会 2021

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公開日: 2022-12-28  

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