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2022 年度 実施状況報告書

行動の拡散を表す閾値モデル:相転移の解明と理論の一般化

研究課題

研究課題/領域番号 22K13967
研究機関東北大学

研究代表者

翁長 朝功  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (90823922)

研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
キーワードネットワーク科学 / 金融市場 / ゲーム理論 / 伝播現象
研究実績の概要

伝播現象とは、感染症、意見や情報、金融市場における取引など、イベントが次のイベントの発生を引き起こす現象の総称である。これらの現象は、ネットワークを通して社会または金融市場に伝播していく。伝播現象に関する研究は世界的に活発に行われているが、未解決問題は山積している。また、金融ネットワークなど経済学分野への貢献も期待されている。本研究課題の目的は、伝播現象におけるバースト性について、理論的に解明し、複数の伝播現象への応用を行う事である。
2022年度は、1つ目に、2財のネットワーク・ゲームの分析を行った。Zoom などのコミュニケーション・ツールや、キャッシュレス決済などの通貨は、他者と同じものを使うと便利である。このような財は社会ネットワークを通して拡散する。1財の拡散は Kobayashi and Onaga, Economic Theory 2022 の方法で分析が可能である。補完または競合する2財がどのように拡散するかについて、分析手法を構築した。競合する財の場合には、初期に生じた小さな差が次第に増幅される。そのため、魅力度が同等の財でも、対称的な均衡に辿り着かず、片方の財のみが拡散することを明らかにした。
2つ目に、金融の投げ売り連鎖に応用した。株価などの金融資産の状態は連続値である価格で特徴づけられる。これまでの、伝播現象の分析法は主に二状態に限られていた。連続状態である金融資産をモデル化するために、多状態の閾値モデルを提案した。このモデルの解法として、近似マスター方程式を用いて分析する理論を構築した。理論と数値シミュレーションを比較し、理論の妥当性を検証した。arXivにアップロードし、国際誌への投稿を行なった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

2財のネットワーク・ゲームにおいて、拡散の不安定性を明らかにした論文が、1本の査読付き論文として出版されたため、予定以上の成果を上げることができたと言える。金融資産の投げ売り連鎖に応用した研究の方も、すでに国際誌への投稿を行っており、査読中である。上記の理由により、今年度は「概ね順調に進展している」と自己評価している。

今後の研究の推進方策

今後の研究の推進方策としては、今年度得られた解析法及び解析結果を基盤としながら、拡散時間の分析など発展となる解析を進める予定である。また、すでに論文でまとめた成果について、国際会議で発表を行い、認知度を高めることを行なっていく。

次年度使用額が生じた理由

規模の大きい数値計算を行うために、高性能計算機の購入を予定していた。購入しなくとも利用できることになったため、次年度使用額が生じた。次年度使用額は今後、成果発表費用等に活用する計画である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

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

  • [国際共同研究] University College London(英国)

    • 国名
      英国
    • 外国機関名
      University College London
  • [雑誌論文] Unstable diffusion in social networks2023

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi Teruyoshi, Ogisu Yoshitaka, Onaga Tomokatsu
    • 雑誌名

      JOURNAL OF ECONOMIC DYNAMICS AND CONTROL

      巻: 146 ページ: 104561--104561

    • DOI

      10.1016/j.jedc.2022.104561

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Network game and Watts thereshold model: An application to the spread of competing goods2022

    • 著者名/発表者名
      翁長 朝功
    • 学会等名
      Conference on Complex Systems 2022
    • 国際学会
  • [学会発表] 迅速な情報伝播のための最適ネットワーク・モジュラリティ2022

    • 著者名/発表者名
      翁長 朝功
    • 学会等名
      日本物理学会2022年秋季大会
  • [学会発表] Linking the Watts threshold model and network game: An application to the spread of competing goods2022

    • 著者名/発表者名
      翁長 朝功
    • 学会等名
      CompleNet 2022
    • 国際学会

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公開日: 2023-12-25  

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