The 28th Annual Conference of the Japanese Society for Artificial Intelligence, 2014
- 1 -
非均質
Image Score
基
くネッ ワ
ク形
過程
個体差 戦略
模
影響
析
Impact of strategy imitation and individual differences in the network formation process based on
non-homogeneous Image Score
岡崎 幹
*1赤井 研樹
*1西
昭
*1 Miki Okazaki Kenju Akai Nariaki Nishino*1
東京大学大学院工学系研究科
School of Engineering, The University of Tokyo
Most social issues such as bullying or environmental problems are caused by each person’s decision-making of giving priority to personal rationality in the conflict situations between overall social profit and individual rationality. To solve the problem called social dilemma, many researchers investigated the mechanism that promotes the emergence of cooperative action. In this study we construct the model based on Nowak’s indirect reciprocity. To describe the psychological changes accurately we introduced the Heider’s balance theorem. To focus on human relationships we extracted the cooperative relation through image score and represented it by network that affects decision-making and exchange of information. Based on this model we analyzed the emergence of cooperative relation, especially the effect of strategy imitation and individual differences. As a result we obtained following findings. (1) Individual differences of gain change in the cooperative action cause decrease of cooperative relations. (2) Strategy imitation promote emergence of cooperative relationship.
1.
背景
現在 々 抱え 環境問題やい 問題等 社会問題 多 く 全体合理性 個人合理性 対立 状況 個人 意 思決定 個人合理性 傾倒 全体利益 損 わ 起 い 考え Dawes 1980 構 を社会的 ン 呼び 次 点 性質 を定義
[1]
社会構 員 行動 依 各個人 裏 行動 得 利益 協力行動 得 利益 多い 全員 同一 協力行動を 場合 全員 同一 裏 行動を 場合 全 個人 多 く 利得 得
社会的 ン 解決 協力行動 創発を 組 研究 多く さ Nowak(1998) 互恵性理論 [2]を発展さ ”image scoring” いう評価 概念を 入 相 手 協力行動を 周 自身 対 評価
相手以外 誰 協力行動を返 え いう 間接的互恵関 いう 組 協力行動 進化的安 定を ョン 説明 [3]
本研究 Nowak 入 間接的互恵関 基 く協力 関 創発 を基礎 人間 心理変化 忠実 Heider(1958) 認知的均衡定理[4] 統 合を行 人間関 焦点を当 image score を関 性 抽出 ネッ ワ ク 協力関 を記述
ネッ ワ ク 意思決定 影響及び情報 完全性 を 入
社会的 ン 状況 協力関 創
発過程 多様 要素 特 戦略模 個体差 え 影響 析を目的
2.
n人 社会集団を考え n人 人 選 者間 や を ン 人を入 え 逐次的 や を繰 返 いく
2.1 意思決定条件と協力 非協力行動
各 ン n人 ン 寄付者 一人選
プ イ を D 呼ぶ D � 確率 自身 協力 関 述 を結ぶプ イ (1−�) 確率 う い プ イ ン 領者を一人選ぶ 但 自身 協 力関 を結ぶプ イ い い時 選ぶ対象 存在 い場合 全体 ン 選択 プ イ をR 呼ぶ 説明 都合 D R以外 プ イ を O 呼ぶ
ン 終わ 次 D R 選 逐次的 や 繰 返さ いく
D R 対 行動 協力行動 非協力行動 あ 意思決定 D R 対 持 image score あ
�
!" 高い程協力的 image score 各プ イ
全プ イ 対 持 い 評価を表
あ 協力非協力 閾 各プ
イ 戦略 �!を持 相手
image score 高い時 協力行動を 条件 各行動 利得変化及び評価 高低 詳細 表 通 あ
連絡先：岡崎 幹，東京大学大学院工学系研究科，東京都文 京区本郷 7 3 1， a a @c ac
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- 2 - 表 . 意思決定条件 利得変化
条件 �
!≤�!" �! >�!"
D R 対 評価 高い 低い
意思決定 協力 非協力
利得変化 D 利得 減少 変化
R 利得 �!増加 変化
協力行動 際 R 領 利得�! D 持 能力 捉え 可能 あ 現実 い 能力 人 異
あ 本研究 能力 各プ イ {1,2,3} 異 を 設定を 能力差あ 一 2
設定を 能力差無 記述
2.2 image score
image score 現実 評判を表 評判 各人 行動 応 変化 いく あ 本研究 D 行動 応 プ イ D image score 更新さ
Nowak 間接互恵理論 い 協力行動を プ イ 対 image score 非協力行動 対 本研究 い を基礎 image score を更 新
(1) Rからのimage score �
!"の更新
Nowak 用い 組 を基礎 協力行動を く 相 手 対 評価 非協力 相手 評価
いう 組 を用い �
!"を次 更新
D 協力 場合：�
!"+(�!−1)∆�
D 非協力 場合：� !"−∆�
(2) Oからのimage score �!"の更新
R 場合 異 ケ 人 対人関 を対象 Nowaｋ 協力 一 評価を あ いう 組 あ 現実 対人関 い
単純 い 嫌い 人 協力 高評価 い 考え 自然 あ を説明 Heider 認 知的均衡定理 あ 定理 者間 関 を正負
い 表現 好意や信頼 協力 正 関 嫌悪や 信 裏 負 関 具体例 あ 者 関 表現を用い 者関 を構 者関 符 号を え いく場合 組 合わ 1 う 通 存在 符号 積 正負 さ 積 正 場合を均衡状態 負 場合を 均衡状態 呼び 人 心理
均衡状態 均衡状態を選好 いう 認知的均衡 定理 あ
図 . 認知的均衡定理におけるバランス状態
図 . 認知的均衡定理におけるインバランス状態
Heider 認知的均衡定理を応用 者間関 を構 者関 を次 う 捉え
• O-D間 関 ：O D image score変化
• O-R間 関 ：O R 評価
• D-R間 関 ：D R 行動
O image score更新時 ン 状態
3 ン
3. image score更新 ン 状態
基 い O image score �!" 次 更新さ
�!" ネッ ワ ク 距離 応 image score
更新 変化 を さく いく関数 あ 述 D 協力 場合
a) �!"≥�! 時：�!"+ �
!−1 ∆�∙�!" b) �!"<�! 時：�!"− �!−1 ∆�∙�!" D 非協力 場合
a) �!"≥�! 時：�!"−∆�∙�!" b) �!"<�! 時：�!"+∆�∙�!"
2.3 協力関係ネッ ワーク
先 述 協力行動 条件を 互い 満 者間 関
協力関 見 を ンク 表現
任意 プ イ i-j 間 以 条件を満 時協力関 を 表 ンクを形 あ い 断を いく
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- 3 - 人間関 い 自身 関 遠い相手 評価 変化 比較的 さく 自然 あ ネッ ワ ク 情報 完全性を D 行動 対 O 認知精度�!" 式(1) 定 をimage score更新 変化 影響さ �!"=exp (−(�!"−1)!) OD間経路 存在 �!"=0 OD 間経路 存在 い
但 �!" OD間 短経路長 D ネッ ワ ク 到 可能 いプ イ D 行動を認識 到 可能 あ
短経路 長い程 D 行動 対 認識 弱く image score 変化 さく
2.4 戦略の模倣
D ネッ ワ ク 到 可能 プ イ 中 利
得 大 プ イ 戦略 を模 現実
い 完全 模 可能 あ 自身 模 対象 中 間 考え 自然 あ 戦略模 完全性を 入 模 完全度 im を用い 模 対象 戦略を k’ 時 自身 戦略を��∙�!+(1−��)�
! 更新
im 全プ イ 共通 ョン毎 設 定
2.5 の手順
n 人 プ イ を設定 以 述 プ イ 選 択 意思決定 行動 image score 更新 ネッ ワ ク形 戦略 模 ップを ン 呼び を t ン繰 返 試行を セッ ョン 呼ぶ
2.6 パラ ータ設定
以 述 い 各プ イ i 持 を表2 示
表2. プ イ 持 変数
3.
シミュ ーション
3.1 シミュレ ション設定
以 基 い 戦略模 能力差 影響 析 ョン A 戦略模 完全性 影響 析 ョンB を行 表 3 一般的 ョン 設定を示 表 4 5 ョンA B 設定 を示
表3. ョン設定
設定変数 意味
� プ イ 数 40
� ン数 15000
� セッ ョン数 150
� 協力関 者 Rを選ぶ確率 2/3
∆� Image score 基本変化 1
表4 ョンA 設定
im=1 im=0
能力差有 ケ ケ
能力差無 ケ ケ
表5 ョンB 設定 ケ 1 2 3 4 5 6 完全模 度im 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1
能力差 有
3.2 シミュ ーション結果
以 ョンA B 得 協力関 数 推移及び戦略平均推移 150セッ ョン平均を 示
4. ョンA 協力関 数推移
5. ョンA 戦略平均推移
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- 4 - 7. ョンB 戦略平均推移
4 能力差 く戦略模 あ ケ 協力関 を創発 6 戦略模 完全 方 協力関 を 創発 示さ ， 戦略模 結果 一 般的 戦略 増加 傾向 あ
4.
考察
以 結果 示さ 過程 要因 関 いく 細 い 析を 考察を行う
4.1 戦略模倣の影響
戦略 模 影響 一般的 協力関 を多く創発
い 示さ プ セ 次 う い 考
え 初期 時点 起 戦略 模 戦略 減少 同時多発的 協力関 形 さ 自体 評価 類似 あ 同時 協力関 を結ぶ プ イ
プ イ 対 持 評価 類似化 徐々 起 いく あ 段階 戦略模 非協力的プ イ 増加 起 評価 十 類似 非協力行動 協力関 維 持を引 起 い ケ 多く 故 多く 協力関 創発 い 評価 十 一致 起 い いプ イ 戦略 増加 段階 ネッ ワ ク 離 傾向を持
4.2 能力差の影響
能力差 存在 初期ネッ ワ ク内 能力 プ イ 存在 プ イ 協力行動 image score 影響を持 い 故 ネッ ワ ク外 プ イ 評 価を 出来 非協力行動を 続 プ イ 互い 評価 低い関 を形 う 一方 同ネッ ワ ク内 能力 以 プ イ う プ イ
協力関 を結ぶ あ 時 ネッ ワ ク外 プ イ 対 評価 差異 生 徐々 能力 プ イ 対 評価 いく プ イ ネッ ワ ク 離 いく傾向を持
4.3 戦略模倣と能力差の関係
戦略模 能力差 互い う影響 あ い 関 を対象 以 能力差 戦略模 関 考 察及び4. 4. 節 ケ 析結果を組 合わ 考察を行 う
4. 2. 節 述 評価 あ 状況 い 戦略 模 戦略 増加 評価 一致 十
い いプ イ をネッ ワ ク 離さ 影響を持
能力差 評価 引 起 さ を組 合わ 考察 能力差あ 戦略模 あ 条件
能力差 評価 一致 度 生
伴い戦略模 戦略 増加 多く 協力関 断を引 起 考え 故 戦略模 能力差 組 合わ 相乗的 多く 協力関 断を引 起 考え
5.
結論
ョン A 戦略模 能力差 え 影響を
析 結果 次 戦略模 戦略
減少 同時多発的 協力関 を形 評価 類似化を 引 起 強固 ク 性 高い協力関 維持を
実現 一方 戦略模 戦略 増
加 評価 類似化 十 いプ イ をネッ ワ ク 離さ 傾向 合わ 持 能力差 存在 能
力 プ イ 協力行動を活 い
ネッ ワ ク外 プ イ 非協力行動を
多く 一方 能力 以 プ イ ネッ ワ ク外 プ イ 協力関 を形 う 故 評価 偏 生 能力 プ イ ネッ ワ ク 離 いく傾向 を持 さ 能力差 戦略模 同時 存在 場合 能力
差 評価 類似化 度 あ 戦
略模 戦略 増加 引 起 同時多発的 協力関 断 能力 プ イ 評価 一 致 遅 い プ イ ネッ ワ ク 離さ
能力差 戦略模 相乗的 多く 協力関 断を引 起
ョンB 戦略 模 完全 状態 ほう 協力関 創発を 示さ 過程 戦略変 化 同時多発的 協力関 創発 模 完全度 ささ
低い戦略 維持 戦略変化 遅さ 評価 類似化 掛 ン数 増加 要 組 機能 い 示さ
結論 現実社会 諸問題 対 得 示唆を述 社会問題 一例 環境問題を考え 時 先進国 発展途 国 技術面 格差や 安易 先進国 行動 を模 非協力社会を引 起 環境悪化を引 起 い 示唆さ 学級等 少数集団 い 能力 相 認識 相 を生 対人関 を 安定 さ う や 者 行動や姿勢を真似 え 信頼関 を 壊 う 示唆さ 以 う 本研究 現実
々 抱え 様々 問題 対 社会的 経済的 示唆 得
参考文献
[Dawes 1980] Dawes, Robyn M. :Social dilemmas, Annual review of psychology, Vol.31, pp.169-193, 1980.
[Trivers 1971] Trivers, R.: The evolution of reciprocal altruism, Q. Rev. Biol., vol.46, pp.35-57, 1971．
[Nowak 1998] Martin A. Nowak & Karl Sigmund: Evolution
of indirect reciprocity by image scoring, Nature, Vol.393,
pp.573-577, 1998.
