연구성과물검색
유형별/분류별 연구성과물 검색
HOME ICON HOME > 연구과제 검색 > 연구과제 상세정보

연구과제 상세정보

보상이 누적되는 무한 반복 N명 게임의 동학적 특성
Dynamics of N-person infinitely repeated games when payoff is carried over
  • 연구자가 한국연구재단 연구지원시스템에 직접 입력한 정보입니다.
사업명 학문후속세대양성& #40;박사후국내연수& #41; [지원년도 신청 요강 보기 지원년도 신청요강 한글파일 지원년도 신청요강 PDF파일 ]
연구과제번호 2017S1A5B5A01025990
선정년도 2017 년
연구기간 1 년 (2017년 07월 01일 ~ 2018년 06월 30일)
연구책임자 조남운
연구수행기관 서울대학교 경제연구소
과제진행현황 종료
과제신청시 연구개요
  • 연구목표
  • 본 연구의 목표는 다음과 같다. 첫째. 진화게임이론에서의 외생적인 복제자 동학을 대체할 내생적 동학 제안. 게임 규칙을 수정하여 진화게임이론에서 사용하는 복제자 동학을 대체할 내생적 동학이 가능케 한다. 둘째. 내생적 동학이 가능케 하기 위해 필요한 게임의 조건들에 대한 이론적 정의. 이러한 내생적 동학이 가능하게 하기 위해서는 게임을 표현하는 통상적인 방식 중 일부가 새로이 정의되어야 하는데, 특히 이전 게임의 보상이 다음 게임의 초기 보수로 이전되어야 하며, 모든 보상은 절대값이 아닌 비율로 표현되어야 하고, 전략 그 자체는 포트폴리오의 형태를 띠어야 한다는 것이다. 이를 수학적으로 정의내리고 왜 이렇게 해야 내생적 동학이 가능한지를 이론적으로 보인다. 셋째. 위 정의에 입각한 내생 동학을 공공재 게임, 매-비둘기 게임, 소수자 게임에서 이론적으로 검토. 이렇게 수정된 버젼의 게임을 세 가지 중요한 게임인 공공재 게임, 매-비둘기 게임, 소수자 게임에 적용하고 그 내생적 동학이 보이는 특징을 이론적으로 검토한다. 넷째. 이론적으로 도출한 내생 동학을 경제학 실험을 통해 검토. 이러한 이론적 결과가 실험적으로 지지되는지를 검토하기 위해 실제 경제학 실험을 실시한다. 다섯째. 금융 시장 구조와 게임 구조의 유사성을 비교 검토. 게임의 구조적 특성을 시장, 특히 금융 시장의 구조적 특성과 비교하여 기초 모형으로써의 가능성을 검토한다.
  • 기대효과
  • 연구 과정에서 산출될 중간 결과물은 크게 이론적 부분과 실험 데이터 부분으로 나눌 수 있다. 우선, 이론적 연구 부분은 세 가지의 특수 게임에 대한 동학적 분석이 될 것인데, 이 연구는 향후 N명 포트폴리오 전략 게임에서의 동학을 일반화하기 위한 토대가 될 것이다. 두 번째 종류의 결과물은 실험 데이터이다. 실험 데이터는 실제 인간이 보고자 하는 시스템 속에서 인센티브에 기반한 의사결정을 할 때 나타나는 동학적 특성을 직접 관찰할 수 있는 방법 중 하나도 20세기 후반부터 경제학에서도 적극적으로 도입되어온 방법이다. 하지만 실험은 컴퓨터에 기반하여 이루어진다는 특성 때문에 구현 단계에서 기술적 장벽에 부딪히는 경우가 많다. 본 연구에서 이루어지는 실험들은 모두 소스코드를 오픈 소스로 공개하여 유사 연구자들에게 방법론적인 도움을 주려고 하고 있으며, 실험 결과도 누구나 분석 가능하도록 익명화하여 공개할 계획이다. 물론 이 모든 과정은 정보 윤리나 실험 윤리에 위배되지 않도록 IRB의 지침에 따라 이루어질 것이다. 본 연구결과는 일차적으로는 금융시장을 동학적으로 분석하기 위한 기초 모형으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다. 특히 위험 자산이 시스템에 부여하는 불안정성을 직접적으로 모형화할 수 있다는 점에서 금융 시스템의 불안정성 분석에 학술적으로, 그리고 경제학적으로 기여할 수 있는 바가 있다고 생각한다. 또한, 이는 반복게임의 규칙에 대한 새로운 제안이기 때문에 이론적인 확장의 측면이나 실증적 응용의 측면에서도 폭넓은 후속 연구가 가능하다.
  • 연구요약
  • 무한 반복하는 N명 게임에서 전략을 연속적인 포트폴리오로 구성하고 보수가 초기 자산에 대한 비율로 규정하는 게임을 규정할 경우, 게임 자체의 규칙으로부터 복제자 동학 (replicator dynamics)이 내생적으로 결정될 수 있다. 이렇게 이전 게임에서의 보수가 반복 게임 속에서 누적적으로 증가하여 다음 게임의 보수로 직접 반영되는 구조의 게임에서는 초기 자산이 복제자 동학에서의 적합도 (fitness)로 기능하게 되는데, 이는 금융 시장의 구조와 매우 유사하다는 측면에서 금융 시장의 분석을 위한 기초 모형으로 사용할 수 있다. 문헌 검토 결과 현재 이러한 게임 구조에 대한 연구는 제한적으로 진행되어 온 것으로 보이며 본 연구에서는 이러한 게임이 가지는 특성을 이론적인 측면과 실증적인 측면에서 검토하는 것을 목표로 한다. 일반화에 앞서 우선 공공재 게임, 매-비둘기 게임, 그리고 소수자 게임을 위와 같은 방식으로 수정하여 그 동학적 특성을 검토한다. 현재 공공재 게임과 매-비둘기 게임의 동학적 특성은 검토한 단계이며 본 연구기간 중에는 소수자 게임의 동학을 검토하려 한다. 또한, 실증적인 측면에서는 위 세 가지 게임의 이론적으로 도출된 동학적 특성을 경제학 실험을 통해 검토할 계획이다. 이 중 매-비둘기 게임의 실험은 완료된 상황이고, 본 연구 기간 중에는 공공재 게임과 소수자 게임의 실험을 보상 누적 방식 조건을 통제하여 통상적인 연속 게임과의 결과를 비교 검토할 것이다.
결과보고시 연구요약문
  • 국문
  • (1) 누적적 보상과 포트폴리오 전략으로 구성되는 반복게임의 동학: 매-비둘기 게임과 공공재 게임

    지금까지의 진화게임이론 연구는 전략공간의 동학에 초점을 맞춰왔다. 대부분의 반복게임 모형들에서 개별 참가자들의 보수는 가산적으로 누적되는 방식으로 설정되어 있다. 본 연구에서는 플레이어들의 보수가 변화율로 정의되고 이전 게임의 결과가 다음 게임의 시초 자산이 되는 새로운 방식의 모형을 제안한다. 이러한 게임에서 보수는 곱연산에 의해서 누적되며, 복제자 동학을 내생화할 수 있다. 매-비둘기 게임 (HDG)과 공공재 게임 (PGG)에 이 모형을 적용한 결과, 두 게임 모두 유일하게 존재하는 진화적으로 안정적인 내쉬 균형에 수렴함을 증명할 수 있었다.

    (2) 경제 실험의 환경 및 보상이 참여 동기에 미치는 영향

    본 연구는 학점 및 금전적 보상에 따른 실험과 웹과 랩에서의 실험을 통해 환경 및 보상이 실험에 미치는 효과를 살펴보았다. 분석 결과, 환경 및 보상 의 차이에 따라 평균적인 전략의 차이는 유의하지 않지만, 전략의 변동성은 금전 적 보상으로 실험한 그룹이 일관적으로 크게 나타났다. 한편, 학점 보상을 한 웹 실험의 전략 변동성은 랩 실험(금전적 보상)과 큰 차이를 보이지 않았다. 또한, 학 점 보상이 주는 인센티브 효과는 랩 실험이 부여한 통제 환경과 유사한 정도의 실 험 집중도를 유도했다고 볼 수 있다. 이러한 결과는 경제교육에 실험 활용의 관점 에서 볼 때, 비금전적인(학점 등) 보상과 웹 실험을 결합하여 시간, 공간, 예산 등 의 제약을 부분적으로 극복할 수 있으며, 통제력이 강한 실험에서 얻을 수 있는 동기 및 학습효과 등의 긍정적인 효과도 얻을 수 있음을 보여주고 있다.
  • 영문
  • (1) Dynamics in Repeated Game with Cumulative Payoff and Portfolio Strategy: Hawk–Dove and Public Goods Game

    Previous research on evolutionary game theory had focused on the dynamics of strategy space. In most repeated game models, indi- vidual’s payoffs accumulate additively. We propose a new model in which players’ payoff is defined as a rate of change and is carried over to the next period. In this game, current period’s endowment is the payoff of the pre- vious period. Such a multiplicative accumulation model, compared to the existing additive accumulation models, endogenizes replicator dynamics. As applications in the hawk–dove game (HDG) and public goods game (PGG), we find that the outcome converges to the unique evolutionary stable Nash equilibrium.

    (2) The Effect of Environment and Compensation System to the Participation Motivation in Economic Experiment

    To examine the effect of the experiment environment and compensation in the economic experiment, we compared the results of the experiment with the credit and the monetary compensation, and the results of the experiment in the web and the lab environment. In the analysis, the difference of the average strategy was not significantly different. However, in the web environments, the strategic volatility in the monetary payoff group was consistently larger than that of the credit payoff group. On the other hand, the strategic volatility of the web environment with credit compensation did not show much difference from the lab environment with monetary compensation. We can interpret this result that the incentive of credit compensation is stronger than monetary compensation. In addition, the incentive effect of the credit compensation which induces a concentration is similar to the environmental effect of the controlled lab environment. From these results, the limitations of time, space, and budget in economic experiment can be partially avoided by adopting non-monetary compensation and web environment. Additively, we could expect positive effects such as motivation and learning effects of student participants in economic experiments.
연구결과보고서
  • 초록
  • (1) 누적적 보상과 포트폴리오 전략으로 구성되는 반복게임의 동학: 매-비둘기 게임과 공공재 게임

    지금까지의 진화게임이론 연구는 전략공간의 동학에 초점을 맞춰왔다. 대부분의 반복게임 모형들에서 개별 참가자들의 보수는 가산적으로 누적되는 방식으로 설정되어 있다. 본 연구에서는 플레이어들의 보수가 변화율로 정의되고 이전 게임의 결과가 다음 게임의 시초 자산이 되는 새로운 방식의 모형을 제안한다. 이러한 게임에서 보수는 곱연산에 의해서 누적되며, 복제자 동학을 내생화할 수 있다. 매-비둘기 게임 (HDG)과 공공재 게임 (PGG)에 이 모형을 적용한 결과, 두 게임 모두 유일하게 존재하는 진화적으로 안정적인 내쉬 균형에 수렴함을 증명할 수 있었다.

    (2) 경제 실험의 환경 및 보상이 참여 동기에 미치는 영향

    본 연구는 학점 및 금전적 보상에 따른 실험과 웹과 랩에서의 실험을 통해 환경 및 보상이 실험에 미치는 효과를 살펴보았다. 분석 결과, 환경 및 보상 의 차이에 따라 평균적인 전략의 차이는 유의하지 않지만, 전략의 변동성은 금전 적 보상으로 실험한 그룹이 일관적으로 크게 나타났다. 한편, 학점 보상을 한 웹 실험의 전략 변동성은 랩 실험(금전적 보상)과 큰 차이를 보이지 않았다. 또한, 학 점 보상이 주는 인센티브 효과는 랩 실험이 부여한 통제 환경과 유사한 정도의 실 험 집중도를 유도했다고 볼 수 있다. 이러한 결과는 경제교육에 실험 활용의 관점 에서 볼 때, 비금전적인(학점 등) 보상과 웹 실험을 결합하여 시간, 공간, 예산 등 의 제약을 부분적으로 극복할 수 있으며, 통제력이 강한 실험에서 얻을 수 있는 동기 및 학습효과 등의 긍정적인 효과도 얻을 수 있음을 보여주고 있다.
  • 연구결과 및 활용방안
  • (1) 보상이 누적적이고 포트폴리오로 정의되는 반복 매-비둘기 게임과 공공재 게임 에서의 동학적 특성

    본 연구는 일반적인 반복게임의 규칙 수정을 제안하고 있으며, 이 중 두 가지 중요한 게임 에 대해서 동학적 특성을 검토하고 있다. 이 연구 결과는 소수자 게임과 조정게임 등 다른 중요한 게임에서의 특성 분석으로 확장하는데 기초 이론으로 사용될 것이다.
    또한 이 연구 결과는 시장 메커니즘의 진화적 특성을 표현하는 모형으로 본 모형이 유용할 수 있다. 경제 주체들이나 금융 자산들은 지수적으로 성장하는데 이 모형에서는 지수적 성 장 그 자체가 전략의 가중치로 작용하여 진화적 메커니즘과 같은 결과를 보일 수 있기 때 문이다.
    이러한 결과는 본 연구에서 제안하는 모형은 효율적인 가치부여도구 (valuation device) 로서의 시장 모형에 대한 기초 모형으로 유용할 수 있다.
    본 연구의 최종 목적은 임의의 게임에 대한 일반화이다. 내쉬균형과의 일반적 관계를 규명 하는 것을 목표로 계속 연구를 진행할 계획이다.

    (2) 경제 실험의 환경 및 보상이 참여 동기에 미치는 영향
    실험에서는 처치효과의 임의배정이 내적 타당성의 확보를 위해 매우 중요하다. 이는 경제 학 실험도 마찬가지이며, 그래서 많은 행동 실험 연구들이 대학생들을 대상으로 이루어져 왔다. 대학생들은 학계에서 수행하는 행동 실험 연구의 가장 많은 비중을 차지하고 있다.
    하지만 반대로 경제 실험이 학생들에게 미치는 교육적 효과의 측면도 검토할만한 가치가 있다. 실제 교육 내용과 연관을 가지는 경제학 실험은 학생들에게 교육적으로 효과적인 역 할을수행할수있다. 게임의참가를위해서는게임의룰을이해하는것이전제가된다. 룰 을 이해해야 게임에 참여할 수 있기 때문이다. 이는 자연스럽게 경제학 이론에 대한 학습 을 유도할 수 있다.
    그리고 최근의 모바일 환경 변화로 인해 이제는 일반 교실에서도 쉽게 온라인 기반 실험을 진행할 수 있게 되었다. 이는 과거에는 랩에서만 가능했던 컴퓨터 기반 실험이 교실에서 일상적으로 진행할 수 있게 되었음을 의미한다. 이러한 실험의 교육적 측면을 검토하는 것 은 매우 가치있는 일이다.
    본 연구에서는 아주 작은 학점 보상도 학생들에게 상당한 참여 동기를 환기할 수 있음을 보였다. 경제학 실험이 성립하기 위한 가장 중요한 조건 중 하나는 인센티브가 임의 행동 을막을정도로충분히강력해야한다는것이다. 학점보상은이에대한대안이될수있다. 실제 학점 결정에 거의 영향이 없는 수준(5%)의 보상도 학생들에게는 상당히 강한 참가 동기를 제공했다.
    결과적으로, 기술 발전에 따른 웹환경과 적절한 유인체계를 결합하면 실험을 수행하는 데 따르는 기회비용을 줄이면서 학습효과를 발휘할 수 있는 교육 수단으로 활용될 수 있음을 기대할 수 있다.
  • 색인어
  • (1) 누적적 보상과 포트폴리오 전략으로 구성되는 반복게임의 동학: 매-비둘기 게임과 공공재 게임 진화게임이론, 누적보상, 포트폴리오전략, 매-비둘기 게임, 죄수의 딜레마, 공공재게임 (2) 경제 실험의 환경 및 보상이 참여 동기에 미치는 영향 경제 실험, 경제 교육, 웹 실험, 보상 체계
  • 연구성과물 목록
데이터를 로딩중 입니다.
데이터 이용 만족도
자료이용후 의견
입력