人工生命 #6 間接互恵

人工生命#6 協力をまねる たけ

自己紹介 たけ（@logta15） 普段は管理会計領域でフロントエンド周りの お世話をしています 人工生命は趣味です

前置き 本発表での人工生命の話は厳密さよりもわかりやすさを 心がけています ※とはいえ限界もあるのでご了承をいただけると... がついているスライドはわかりやすさを重視して不用意な断定、 本質的にはズレていることが含まれています

今日話すこと 生命の協力行動について人工生命の観点から説明をします Tinbergen でいう究極要因（= なぜ進化的に選択されたか）の説明です 至近要因という別の説明では、 「協力行動をとると脳内でオキシトシンやドーパミンが分泌され、報酬系が活性化するため」 というものもあります Hung, Lin W., et al. "Gating of social reward by oxytocin in the ventral tegmental area." Science 357.6358 (2017): 1406-1411.

前回の発表で話したこと 遺伝的アルゴリズムはジレンマがあると必ずしも全体最適 をしない 例として囚人のジレンマゲームがある 囚人のジレンマゲームで実験をすると 人では全体最適を目指す傾向がある コンピューターシミュレーションでは個人の利益を優先 コンピューターシミュレーションで協力関係が構築される ための仕組みとして「直接互恵」の導入がある

協力に関するジレンマゲーム 個体i と 個体j が同時に手を選ぶ

協力に関するジレンマゲーム 個体i と 個体j が同時に手を選ぶ 相手の手を無視すると常にDを選 んだ方が得

協力に関するジレンマゲーム 個体i と 個体j が同時に手を選ぶ 相手の手を無視すると常にDを選 んだ方が得 二人の総得点を考えるとお互い裏 切るよりもお互い協力する方が得

協力に関するジレンマゲーム 人 PC 個体i と 個体j が同時に手を選ぶ 相手の手を無視すると常にDを選 んだ方が得 二人の総得点を考えるとお互い裏 切るよりもお互い協力する方が得 前回、コンピューターシミュレー ションでは裏切りに収束して、人 だとしばしば協力することを説明 シミュレーションでも協力させる ために直接互恵を導入しました

直接互恵 前回協力してくれた相手には協力する そうでない相手には裏切る 前回のゲーム 前回の手は？ j i jがiに協力した jがiを裏切った 協力しよう i 今回のゲーム 裏切ろう j i j 直接互恵の概略図 Nowak, Martin A. "Five rules for the evolution of cooperation." science 314.5805 (2006): 1560-1563. Trivers, Robert L. "The evolution of reciprocal altruism." The Quarterly review of biology 46.1 (1971): 35-57.

直接互恵の大きな欠点 協力関係を築くために何回も同じ人と接触する必要がある 現実世界では、必ずしも同じ人とばかり接触するわけでは ないし、初対面の人と仲良くできないわけでもない

直接互恵の大きな欠点 協力関係を築くために何回も同じ人と接触する必要がある 現実世界では、必ずしも同じ人とばかり接触するわけでは ないし、初対面の人と仲良くできないわけでもない ↓ 直接互恵で説明できる協力関係は 同じ相手と何度も会えることが前提になる ※その代わり必要になる個体の能力は低いので自然界で広くみられる

間接互恵 その人が過去他の人にどのような行動を取ったのか？ という観察・評判を踏まえて協力するかどうか決める iは観察する jはkにどうした？ i Nowak, Martin A. "Five rules for the evolution of cooperation." science 314.5805 (2006): 1560-1563..

間接互恵 シミュレーション結果 間接互恵 直接互恵 緑の方が協力的 赤い方が非協力的 左に分布する方が協力的 右に分布する方が非協力的 シミュレーションを試すことができるサイト：https://soft-alife-sim.take-log.net/sim/indirect-reciprocity

• https://soft-alife-sim.take-log.net/sim/indirect-reciprocity

間接互恵 直接互恵と同じように協力行動が現れることがわかった 間接互恵がはっきり確認されているのは人間が中心 他の動物でも似た行動が研究されているが、どこまで同じ 仕組みかは議論がある ※人間のみが間接互恵を行なっているというわけではない

間接互恵 直接互恵は個体識別と個体数分の過去の行動を覚えればOK とはいえ相貌失認などの障害がある通り個体識別も大変な作業 間接互恵はそれに加えて他の個体間の行動も覚えないと いけない 1個体が手を覚える回数 10個体の集団で2個体間 ：9回 10個体の集団でn個体間（n = 2~10） ：2304回 50個体の集団でn個体間（n = 2~50）：約1.38京回

間接互恵 もしかすると、複雑な協力関係と高度な記憶能力は 関係しているのかもしれない という仮説を立てることもできます （科学的な証明はないです）

まとめ 01 直接互恵以外に協力行動を促す仕組みを紹介 02 直接互恵では維持できない協力関係を 間接互恵が維持する様子を紹介 03 05 次回は間接互恵を深掘りしたい