みなさん、こんにちは。
12月9日の研究会は
・入門編 サブゲーム完全な結果(大浦会員)
・実験紹介(金井会員)
・群間淘汰によるNPD回避モデル1(神山会員)
という内容でした。
それぞれの内容は次の通り。
【サブゲーム完全な結果】
プレーヤーの手番が交互に回ってくるタイプのゲームを展開形のゲー
ムという。前回は後ろ向き推論法を用いて、展開形ゲームの結果を推論
することを試みた。これは、ゲームの木の先端近くのnodeにおけるプレ
ーヤーの最適応手による結果を、そのnodeの評価値とし、その評価値を
用いて一つ手前のnodeの評価値を求め・・という手順で、プレーヤーの
選択の連鎖を確定していく方法であった。
この方法による推論が、実際のゲーム結果とよく一致するのは
1) 選択肢間の利得の差が十分大きく
(個人的動機が他の動機に優越するくらい大きく)
2) ゲームの利得構造が既知で
3) 一回きりのゲーム
の場合であった。
ところで、展開形のゲームには、相手がなんらかの選択をしたことは
分かるものの、具体的に何を選んだのかが分からないまま、自分の手を
きめなければならないようなゲームも存在する。このようなゲームを不
完全情報ゲームというが、不完全情報ゲームでは、プレーヤーが自分が
今どのnodeにいるのか分からない場合が生じうる。このとき選択肢自体
は既知であっても、その結果の利得は不確定なので、単純に後ろ向き推
論法の手続きでは、選択肢の連鎖を決定できないことになる。
このような場合、後ろ向き推論法でさかのぼれる所までさかのぼり
(完全情報の部分はそうできる)、不完全情報の部分は同時手番ゲーム
とみなして、Nash均衡を求め(Nash均衡がいくつかある場合もあるが、
少なくともどれかが起ると考える)、Nash均衡における利得を不完全情
報部分の最初のnodeの評価値とみなして、さらに後ろ向き推論法(また
は同様の推論法)を繰り返して最初のnodeまでさかのぼる、という推論
の方法がありうる。このような方法で求まる選択肢選択の連鎖をサブゲ
ーム完全な結果という。
取り付けゲームを例に考えてみよう。2人の投資家が銀行にDの資金
を預金している。銀行はこの資金をあるプロジェクトに投資していて、
プロジェクトが完了すると2R(R>D)の資金を回収することができ
る。しかし、完了以前に資金を回収しようとすると、2r(r<D)の
資金しか回収できない。
投資家の一人がプロジェクトが完了前に預金を引き出すと、プロジェ
クトはそこで終了し、銀行は回収した2rからDをその投資家に返し、
もう一人に2r−Dを返す。両方が預金を引き出すと双方がrを受け取
る。
双方が預金を引き出さないとプロジェクトは完了し、銀行は2Rの資
金を回収できる。ここで片方の投資家が預金を引き出すと、銀行は
2R−Dをその投資家に返し、もう一人にDを返す。両方が預金を引き出
すと双方がRを受け取る。双方が引き出さなくてもやがて満期となって、
双方がRを受け取る。
この状況は2段階のステージゲームとして表現できる。第1ステージで
は、投資家がプロジェクト完了前に預金を引き出すか(戦略1)、引き
出さない(戦略2)かが戦略となる。利得行列は、
A\B | 1 2
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
1 | r , r D , 2r−D
2 | 2r−D ,D (第2ステージへ)
となる。
第2ステージでも投資家の戦略は、預金を引き出すか(戦略1)、引き
出さない(戦略2)かである。利得行列は、
A\B | 1 2
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
1 | R , R 2R−D ,D
2 | D, 2R−D R , R
となる。各ステージでは投資家は他の投資家の選択を知らずに意志決定
するので不完全情報ゲームである。
このゲームのサブゲーム完全な結果は次のようになる。第1ステージ
の利得行列では、右下のセルの利得が不確定なので、第2ステージの結
果がどうなるかを先に考える。第2ステージではR>D、したがって
2R−D>Rなので、戦略1が優越戦略なので(1、1)が唯一のNash
均衡である。したがって、利得の差が十分大きければ、投資家は第2ス
テージではこの戦略を選択し、(R,R)の利得が実現すると考えられる。
この利得が、第2ステージゲームの期待利得なので、この値を第1ス
テージゲームの右下のセルに代入すると、
A\B | 1 2
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
1 | r , r D , 2r−D
2 | 2r−D ,D R , R
という利得行列が得られる。この利得行列では2r−D<rでR>Dな
ので(1、1)と(2、2)のいずれもがNash均衡となる。
これらより、このゲームのサブゲーム完全な結果は、第1ステージで
(1、1)が取られ、双方が預金を引き出すか、あるいは、第1ステー
ジでは(2、2)をとって預金が引き出されず、第2ステージで
(1、1)すなわち双方が預金を引き出す、といういずれかの結果であ
る、ということになる。
サブゲーム完全な結果は、後ろ向き推論法を不完全ゲームの場合に拡
張したものなので、この結果が実際のゲーム結果の予測として妥当性を
持つのは、原則として後ろ向き推論法の場合と同様に
1) 選択肢間の利得の差が十分大きく
2) ゲームの利得構造が既知で
3) 一回きりのゲーム
の場合であると考えられる。
しかし、選択肢間の利得の差が十分大きい場合でも、Nash均衡が複数
ある場合にはサブゲーム完全な結果が実現する可能性は低いことに注意
する必要がある。なぜならば、後ろ向き推論法は、3)の一回きりのゲー
ムの場合に有効な推論法であるが、Nash均衡は(それが複数ある時には)
一回きりのゲームの予測としては有効ではないからである。(Nash均衡
が元来、繰り返しゲームにおいて有効な解概念である点は、以前のニュ
ーズレターを参照)
たとえば、取り付けゲームの場合、第2ステージのNash均衡はユニー
クなので、利得の差が十分大きければ良い予測結果となるが、第1ステ
ージのゲームは複数均衡なので一回きりのゲームでは(1、1)も
(1、2)も(2、1)も(2、2)も生じる可能性が十分ある。した
がって、(1、1)または(2、2)→(1、1)というサブゲーム完
全な結果が生じる可能性はかなり低くなると考えられる。
このように、サブゲーム完全な結果は後ろ向き推論法の拡張概念であ
るが、各ステージのNash均衡がユニークな場合に主として有効な概念で
あり、複数均衡が存在する場合にはかなり有効性の落ちる解概念である
点に留意する必要がある。
【実験紹介 金井会員】
金井会員には授業で実施した実験の結果について紹介してもらいまし
た。実験内容は、1回PDゲーム、繰り返しPDゲーム、1回先手後手
ゲーム(交互手番PDの1回版)、共有地の悲劇、4枚カード問題(記
号問題、飲酒問題)で、サンプル数は18〜20人です。結果は次の通り。
[1回PDゲーム]
CC15組、CD5組で協力率87.5%
かなり高い協力率です。
[繰り返しPDゲーム]
5回繰り返しの結果10組の結果。
CC CD DC DD
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
C 43(84%) 8(73%) 4(40%) 4(50%)
D 8(8%) 3(27%) 6(60%) 4(50%)
CCの卓越は観察されますが、CD(自分がC、相手がD)に対し
て7割がCで返しているため、TFTは採用されていないようです
(DCにもDがドミナント)。パブロフでもなくて、AllC崩れと
いった感じで、先の高い協力率との関連が予想されます。
[1回先手後手ゲーム]
先手がカードにCかDを記入し、これをシャッフルしてランダム
に各自に配り、これに対してCかDを返すゲームです。利得はPD
に準じます。後ろ向き推論法ではD→Dが予測されます。
結果は C→C 3ケース C→D 5ケース
D→C 1ケース D→D 9ケース
でD→Dがドミナントでした。一応後ろ向き推論法の予測が支持
されていますが、最初Cが8ケース(44%)あるのが注目されます。
TFTないしはAllCの発動(誤作動?)と解釈できますが、上の結果
からはTFTとは考えにくいです。単純にAllCを発動して返り討ちに
あった、というところが真相でしょうか。
[共有地の悲劇]
牛を増やす(D)か増やさない(C)かと、共有地の監視を引
き受ける(W)か引き受けない(NW)か、両方を質問していま
す。結果は
CW 10人 CNW 6人
DW 2人 DNW 1人
でCが16人(84%)、Wが12人(63%)なので1次ジレンマ、2
次ジレンマいずれも回避されそうです。ワンショットでこういう
結果になる原因を考察することが、重要な課題となると思われます。
[4枚カード問題]
記号バージョンでは正解率11%、飲酒バージョンでは正解率
63%で、先行研究と一致する結果となっています。異なる推論ア
ルゴリズムの存在が示唆される結果です。
神山会員の発表は12月22日に後半が行われるので、そのときにあわせ
て紹介します。
次回の研究会は、
12月23日(土) 3時から6時
一橋大国立東キャンパス東1号館1203教室
で行います。
内容は
・輪読続き 3章1、2節
・進化ゲームの実験的研究(大浦会員)
・神山会員の発表後半
の予定です。
研究会後、国立の和食料理店で忘年会を行います。
そのあとの予定。
1月13日(金) 場所未定
では、みなさんまた来週。
庶務担当 大浦
HP http://qmss.t.u-tokyo.ac.jp/evogame/
メーリングリストの申し込み先
YQN02163@nifty.ne.jp(大浦)