Optimal distribution of incentives for public cooperation in heterogeneous interaction environments
在具有制度互惠的进化博弈框架中，有限的激励措施可用于奖励合作者和惩罚背叛者。在最简单的情况下，可以假设，根据他们的策略，所有参与者都从共同的资金池中获得平等的激励。然而，问题是，什么是制度激励的最佳分配？我们应该如何最好地奖励和惩罚个人以促进合作的蓬勃发展？我们研究了无标度网络上的公共物品博弈问题。我们表明，如果组相互作用的协同效应是弱的，在人口中的合作水平可以最大限度地简单地通过采用最简单的“平等分配”计划。然而，如果协同效应很强，那么最好奖励高度节点而不是低度节点。这些机构奖励的分配方案是独立的支付标准化。然而，对于机构惩罚，同样的优化问题更加复杂，它的解决方案取决于是否使用绝对或度归一化的回报。我们发现，度规范化的收益要求高程度的节点比低程度的节点受到更宽松的惩罚。相反，如果绝对收益计算在内，那么高度数的节点应该比低度数的节点受到更强的惩罚。
2014-09-04 cs.GT cs.SI physics.soc-ph
A Synergy of Institutional Incentives and Networked Structures in Evolutionary Game Dynamics of Multi-agent Systems
理解亲社会行为的出现（例如，合作和信任）是许多学科中的重要问题。网络结构和体制激励措施（例如，惩罚反社会代理人）被认为会促进亲社会行为，当单独行动时，一次存在一种机制。在这里，我们研究这两种机制之间的相互作用，看看他们是独立的，干扰或协同。使用进化博弈论，我们表明，惩罚反社会代理和定期的网络结构，不仅促进亲社会行为之间的代理玩信任游戏，但他们也相互作用，导致干扰或协同作用，这取决于游戏参数。协同作用出现在一个更广泛的参数比干扰。在这一领域，激励措施和网络结构的结合提高了激励措施的效率，以比单独激励措施更低的成本产生亲社会行为。这对促进多智能体系统中的亲社会行为具有重要意义。
2022-03-27 cs.GT cs.MA physics.soc-ph
Cooperation sharing distributions in some cooperation-competition systems
这篇在线补充文章主要介绍了12个现实世界合作竞争系统中所谓的“合作共享”分布的实证研究细节，这些研究将用于构建一个进化模型，该模型将在其他地方报道。所有分布都服从函数形式P（ω）（ω+α）^（gamma）。不同系统中合作共享分布的异质性可以用两个分布参数α和γ来描述。经验确定的系统演化持续时间也提出。
2011-05-19 physics.soc-ph
The Joker effect: cooperation driven by destructive agents
理解合作的出现是进化博弈论的核心问题。在一个个体群体中实现合作的最困难的设置是公共物品博弈，在这个博弈中，合作的代理人以自己的费用产生共同的利益，而背叛者则“搭便车”。最终，这导致了善的枯竭，一种对每个人都不利的局面。以前的研究结果表明，引入声誉，允许志愿者参与，惩罚叛逃者，奖励合作者或结构代理，可以加强合作。在这里，我们提出了一个模型，它显示了如何引入罕见的，恶意的代理-我们称之为小丑-执行破坏性的行动，对其他代理诱导爆发的合作。小丑的出现促进了一种石头剪刀布的动态，在这种动态中，小丑胜过叛逃者，合作者胜过小丑，而小丑随后被叛逃者入侵。因此，自相矛盾的是，不分青红皂白的破坏性因素的存在促进了合作。
2011-03-16 physics.bio-ph physics.soc-ph q-bio.QM
An Evolution Model of Complex Systems with Simultaneous Cooperation and Competition
系统中的元素之间同时合作和竞争是无处不在的。尽管这类复杂系统具有重要的实际意义，但对其演化机制的认识仍然十分有限。本文通过对大量包含网络拓扑、合作竞争增益和演化时间等信息的合作竞争系统进行广泛的实证研究，试图揭示其演化的普遍机制。实证研究表明，合作竞争收益的分布介于幂律函数和指数函数之间。特别地，我们发现，具有较长的演化持续时间的合作-竞争系统往往有更多的异质分布的合作-竞争增益。这种经验观察可以很好地解释了一个分析模型，其中系统的演化主要是由马太效应控制的，尽管所研究的系统的多样性，但初始分布的边际异质性以相似的速度被马太效应放大。
2011-01-02 physics.soc-ph
Evolution of commitment in the spatial Public Goods Game through institutional incentives
本研究在一次性公共品博弈中引入承诺阈值，探讨惩罚与奖励对合作演化的影响，发现惩罚在中间阈值促进合作存活、高阈值最大化合作，而奖励则普遍促进高合作。
2024-02-08 physics.soc-ph q-bio.PE
Heterogeneity of Some Cooperation/Competition Properties
我们表明，异质性指数，这是由胡和王（Physica A 2008 387 3769）提出的，可以用来描述的合作共享或竞争增益分布的差距，这是非常重要的合作/竞争系统的动态理解。导出了分布参数与非均质指数之间的解析关系，与经验结果吻合较好。我们的理论和实证分析还表明，分布参数之间的关系可以从所谓的张-张模型（Physica A 2006 360 599和2007 383 687）解析导出。这强烈建议的可能性，建立一个一般的动态合作/竞争模型的基础上张昌模型。
2009-10-31 physics.soc-ph
Evolutionary branching and consistency in human cooperation: the interplay of incentives and volunteerism in addressing collective action dilemmas
了解志愿服务和搭便车的起源在集体行动的情况下至关重要，在这种情况下，需要足够数量的合作者来实现共同利益，例如在疫苗接种运动和社会变革运动中。尽管获得成功的集体行动的行为一致性的重要性，这一过程背后的理论机制仍然在很大程度上难以捉摸。在这里，我们解决这个问题，通过研究多轮阈值公共产品游戏中的个人合作水平的演化动力学。通过使用自适应动力学，我们探讨了个体行为反应是如何被激励塑造的，有奖励或惩罚。我们证明，奖励一致的合作者可以导致两个不同的人群的出现：志愿者谁一贯合作和搭便车谁一贯的缺陷。相反，惩罚一贯的背叛者不会导致类似的进化分支。我们的研究结果有助于设计有效的干预措施，促进集体行动，解决从气候缓解到流行病控制等集体风险困境。
2023-03-02 physics.soc-ph
Assortment and Reciprocity Mechanisms for Promotion of Cooperation in a Model of Multilevel Selection
在合作演化的研究中，许多机制已经被提出来帮助克服在囚徒困境博弈中个体最优的自利欺骗。这些机制包括相互依赖或网络化的社会互动，考虑他人收益的他人偏好，将合作建立为社会规范的互惠规则，以及同时涉及个人之间的竞争和群体之间的竞争的多层次选择。在本文中，我们建立在最近的工作研究PDE复制因子方程的多级选择，以了解如何在组内的机制的分类，其他有关的偏好，以及直接和间接的互惠可以帮助促进合作，在演唱会与群体之间的进化竞争。我们考虑一个群体结构的人口，其中个人之间的相互作用包括囚犯的困境游戏，并研究动态的多层次的竞争时，根据这些组内机制的个人收到的回报。我们发现，这些机制中的每一个的存在与多层次选择的协同作用，以促进合作，减少了强度的组间竞争需要维持长期的合作，并增加了人口实现的集体收益。然而，我们发现，只有其他有关的偏好允许实现社会最优的集体收益的囚徒困境游戏中，平均收益最大化的合作者和叛逃者的中间组合。对于其他三种机制，多层次的动态仍然容易受到较低层次选择的阴影，因为集体的结果未能超过所有合作者组的收益。
2022-05-02 physics.soc-ph q-bio.PE
Indirect punishment can outperform direct punishment in promoting cooperation in structured populations
本文将结构化群体中的间接惩罚重新定义为惩罚伤害邻居的二阶背叛者，并通过演化模拟证明在低惩罚成本和罚款范围内其促进合作的效果优于直接惩罚，揭示了间接惩罚在合作演化中的重要作用。
2025-03-20 physics.soc-ph
Cooperation, competition and the emergence of criticality in communities of adaptive systems
近年来，生命系统可以从临界点附近的操作中受益的假设已经获得了动力。临界性可以在极度有序和过于嘈杂的状态之间实现最佳平衡。我们在这里提出了一个模型，基于信息理论和统计力学，说明如何以及为什么一个社区的代理人旨在相互理解和沟通收敛到一个全球一致的状态，其中所有的个人都接近内部的临界状态，即在秩序和混乱之间的边界。我们研究-分析和计算-的情况下，临界是最好的可能的结果的动态过程，确认收敛到临界点在非常一般的条件下。最后，我们分析了合作的效果（代理商试图提高不仅自己的健身，但也有其他个人）和竞争（代理商试图提高自己的健身和减少竞争对手）在我们的设置。结论是，虽然竞争促进了临界性，但合作阻碍了临界性，并可能导致更有序或更无序的共识解决方案。
2016-03-22 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Evolution of cooperation and competition in multilayer networks
针对合作与竞争共同演化问题，本文构建由公共物品博弈和内卷博弈组成并带跨层反馈的两层网络模型，揭示反馈对合作与社会福利的条件性影响。
2025-05-12 nlin.AO physics.comp-ph physics.soc-ph
Correlation of positive and negative reciprocity fails to confer an evolutionary advantage: Phase transitions to elementary strategies
经济实验表明，人类重视合作和公平。因此，惩罚不公平的行为是很常见的，根据强互惠理论，它也与奖励合作行为直接相关。然而，经验数据未能证实积极和消极的互惠是相关的。在这种分歧的启发下，我们确定奖励和惩罚的联合应用是否有利于进化。我们研究了一个空间公共物品博弈，在这个博弈中，除了背叛、奖励和惩罚这三个基本策略之外，第四个策略结合了后两个策略来争夺空间。我们发现丰富的动力学行为，从而产生复杂的相图连续和不连续的相变连续发生。观察到间接的领土竞争，自发出现的周期性优势，以及在吸收阶段终止的振荡的发散波动。然而，尽管解决方案的高度复杂性，组合策略只能生存在非常狭窄和不切实际的参数区域。基本策略，无论是在纯阶段还是混合阶段，都更常见，更有可能占上风。我们的研究结果突出了模式和结构在人类合作中的重要性，在未来的实验中应该考虑到这一点。
2013-10-18 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Triangle-mapping Analysis on Spatial Competition and Cooperation of Chinese Cities
本文采用基于三角形转移的方法对中国城市空间分布进行了实证分析。该方法利用正三角形映射将观测城市与其相邻的三个城市进行映射，分析它们的映射位置分布。研究发现，城市与邻近三个城市之间的空间关系呈现出明显的中心聚集趋势，表明城市之间存在空间竞争。此外，我们还观察到经济总量相近的相邻城市之间的竞争趋势，以及经济差异较大的相邻城市之间的合作趋势。两市经济总量之比由竞争向合作转变的临界值约为1.2。这些发现有助于理解城市间的经济关系，特别是城市间的竞争与合作。
2018-01-02 cs.CY physics.soc-ph stat.AP
Effects of Competition and Cooperation Interaction between Agents on Networks in Presence of a "Market Capacity"
引入网络效应，考虑到竞争，合作和混合型交互代理之间沿广义Verhulst-Lotka-Volterra模型。它还认为，存在的市场容量强制执行一个不容置疑的限制代理人的规模增长。三元代理的状态稳定性，即，通过固定点分析，对可能的场景分析地研究最基本的网络图案。发现：（i）只有当一个代理垄断市场时，“\market“需求才能满足充分竞争;（ii）在充分合作的情况下，鼓励代理规模的增长;（iii）代理之间的合作与一个单一代理竞争可能导致这个单一代理从市场上消失;（iv）与两个竞争对手合作可能成为智能代理的增长策略。
2016-07-14 nlin.AO physics.soc-ph
Second-order freeriding on antisocial punishment restores the effectiveness of prosocial punishment
经济实验表明，惩罚可以随着时间的推移增加公共产品游戏的贡献。然而，惩罚的有效性受到二阶搭便车和反社会惩罚的挑战。后者意味着不合作者惩罚合作者，而前者意味着不愿意承担惩罚的成本。在这里，我们扩展了空间公共产品博弈中的合作理论，考虑四种竞争策略，这是传统的合作者和背叛者，以及合作者惩罚背叛者和背叛者惩罚合作者。我们发现，如果协同效应足够高，以维持基于网络互惠的合作，反社会的惩罚不会阻止公共合作。相反，如果协同效应很低，并且需要惩罚来维持合作，反社会惩罚确实有害，但前提是成本与罚款的比率很低。如果成本相对较高，由于空间斑图形成，合作再次占主导地位。与直觉相反的是，不惩罚合作者的背叛者，实际上是反社会惩罚的二阶搭便车者，他们在惩罚合作者的周围形成了一个活跃的层，保护他们免受惩罚合作者的背叛者的伤害。通过同样的途径，也可以实现稳定的三策略阶段，并通过循环优势的自发出现来维持。报道的进化结果背后的微观机制可以解释的入侵率，确定子系统解决方案的稳定性的比较。我们的研究结果揭示了一个不太可能的进化逃避反社会惩罚的不利影响，他们提供了一个理由，为什么二阶免费搭车并不总是一个障碍的进化稳定性的惩罚。
2017-10-12 physics.soc-ph q-bio.PE
Probabilistic sharing solves the problem of costly punishment
拒绝参与制裁叛逃者的合作者造成了二阶搭便车问题。这样的合作者不会受到惩罚，因为他们为公共利益做出了贡献，但他们也避免了惩罚叛逃者的相关成本。利他主义的惩罚者--那些合作和惩罚的人--处于不利地位，令人费解的是，这种行为是如何演变的。我们表明，共同承担制裁叛逃者的责任，而不是依靠某些人永久地这样做，可以解决代价高昂的惩罚问题。受人类对公平竞争有强烈但也有情感倾向这一事实的启发，我们认为概率制裁是分配责任的最简单方式。在混合人口的公共产品博弈转化为协调博弈的充分合作和背叛的两个稳定的均衡，而在结构化的人口斑图形成支持额外的反直觉的解决方案，让人想起Parrondo的悖论。
2014-08-08 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Cooperation and competition between pair and multi-player social games in spatial populations
个人利益与集体利益之间的冲突是进化博弈论所建立的每一个社会困境的核心。我们无法避免这些冲突，但有时我们可以选择使用哪个交互框架作为战场。例如，有些人喜欢成为一个更大的群体的一部分，而另一些人则喜欢以更个性化的方式进行互动。这两种态度都可以通过适当选择的传统游戏来表达。特别是，囚徒困境博弈是基于对互动，而公共物品博弈代表了多点互动的群体成员。为了揭示某种态度的可能优势，我们扩展了这些模型，不仅允许玩家改变策略，还允许他们改变态度以获得更高的个人收入。我们表明，这两种态度可能是赢家在一个特定的参数值。然而，有趣的是，不同状态之间的微妙相互作用可能会导致一个违反直觉的进化结果，即公共物品博弈的倍增因子的增加将人口推向完全叛逃状态。我们指出，伴随的斑图形成只能通过不同的微观状态的多点或多玩家的相互作用，其中一个特定的状态附近可能会影响其他两个竞争对手的关系来理解。
2021-06-08 cond-mat.stat-mech cs.GT physics.soc-ph
An operatorial view of competition and cooperation in a network of economic agents
本文用费米子阶梯算子建模经济主体网络的竞争与合作，结合哈密顿算子与$(H,ρ)$诱导动力学方法模拟网络演化，数值模拟表明合作能提升主体平均财富并降低不平等。
2025-05-26 physics.soc-ph
Symbiotic behaviour in the Public Goods game with altruistic punishment
找到克服相互利用的诱惑的方法仍然是行为科学的一个挑战。在演化博弈论的框架下，惩罚策略经常被用来促进竞争环境中的合作。在这里，我们介绍了空间公共产品博弈中的利他惩罚者。这种策略在没有背叛者的情况下充当合作者，否则它将惩罚附近的所有背叛者，同时承担这样做的成本。我们在模型中观察到三种不同的行为：i）在没有惩罚者的情况下，合作者（不惩罚背叛者）被大多数参数值的背叛者推向灭绝; ii）惩罚者集群通过在惩罚成本较低时分担惩罚成本而茁壮成长iii）对于较高的惩罚成本，惩罚者，当单独时，可能受到剥削，但在合作者在场的情况下，可以形成一种共生的空间结构，使双方受益。这最后一个观察是我们的主要发现，因为无论是合作，也没有单独的惩罚可以生存的叛逃者策略在这个参数区域和共生空间配置的特异性表明，晶格拓扑结构中起着核心作用，在维持合作。结果是通过在正方形格子上进行蒙特卡罗模拟得到的，随后通过对不同群体组成中不同策略的收益进行成对比较来证实，从而得到可能状态的相图。
2021-04-13 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Contest Dynamics Between Cooperation and Exploitation
本研究拓展囚徒困境博弈，加入由Tullock竞赛成功函数支配的争斗策略，在方格晶格模型中发现合作与竞争策略可在临界资源投入下共存，拓展了合作存续的参数空间，为社会行为演化提供新见解。
2025-07-31 physics.soc-ph
Corruption Drives the Emergence of Civil Society
对搭便车者（叛逃者）的同伴惩罚是促进社会合作的一个关键机制。然而，它是非常不稳定的，因为一些合作者可能有助于共同的项目，但拒绝惩罚叛逃者。集中的制裁机构（例如，由税收资助的警察和刑事法院）可以通过惩罚叛逃者和拒绝惩罚的合作者来解决这个问题。这些制度已经被证明是通过社会学习自然产生的，然后取代所有其他形式的惩罚，包括同伴惩罚。然而，这一结果引发了一些问题。如果中央制裁如此成功，那么为什么许多高度独裁的国家会遭受低水平的合作？为什么公共产品供给水平高的国家倾向于更多地依赖公民驱动的同伴惩罚？如果中央机构可以通过个人贿赂行为来规避，会发生什么？在这里，我们考虑腐败如何影响合作和惩罚的演变。我们的模型表明，当模型中的一些行为者被允许贿赂中央当局时，集中惩罚在促进合作方面的有效性就会失效。与直觉相反，增加中央机构的制裁权力会使事情变得更糟，因为这会阻止同伴惩罚者在维持合作方面发挥作用。因此，一个较弱的中央集权实际上更有效，因为它允许同侪惩罚在存在腐败的情况下恢复合作。我们的研究结果提供了一个进化的理由，为什么公共产品的提供很少在政治，只依赖于强大的中央集权制度。相反，合作需要分散和集中的执法。这些结果有助于解释为什么公民参与是维持公地治安的基本必要条件。
2013-09-01 physics.soc-ph
An Empirical Investigation on Important Subgraphs in Cooperation-Competition networks
子图对于理解复杂网络的结构和功能具有重要意义。并图和三重子图是基本子图。我们重点研究了他们的行动度分布，行动度定义为他们加入的活动、事件或组织的数量，它表明了子图的重要性。实证研究表明，在现实世界中的许多系统中，二次或三次行为度分布遵循“移幂律”（SPL），其中α和γ为常数。定义了一个“异质性指数”H来描述异质性的不均匀程度，并分析推导了H与α、γ的相关性。这份手稿展示了实证研究的细节，作为提交给期刊的论文的在线补充。
2011-09-05 cs.SI physics.soc-ph
Three "quantum" models of competition and cooperation in interacting biological populations and social groups
本文基于开放系统的量子理论的思想，提出了一种适用于描述生物种群和各种社会群体相互作用行为的模型的相容统计方法并允许一个帐户显式离散的系统变量和他们的波动附近的平均值。因此，这种方法也可以适用于描述标准动力学方法失败的小群体。我们详细研究了种群与群体之间相互作用的三种典型模式：1）两个种群之间的对抗性斗争; 2）两个物种之间的合作（或更准确地说，强制性互利共生）; 3）两个弱小群体在与第三个强大群体的冲突中形成联盟。从某种意义上说，考虑的模型是相互补充的，包括人口和群体之间的大多数类型的相互作用。此外，这种方法可以推广到统计物理学以及生态学、社会学和其他“软”科学中更复杂的模型。
2012-09-26 cs.SI physics.soc-ph
Competition between self- and other-regarding preferences in resolving social dilemmas
本研究构建公共物品博弈中自利与利他偏好竞争的模型，发现利他偏好更能促进合作，不同偏好合作者可共存形成动态平衡，且自利合作生产率更低时合作水平反而更高，解释了利他偏好的普遍性。
2024-05-07 cond-mat.stat-mech cs.GT physics.soc-ph
Evolutionary game theory and the tower of Babel of cooperation: Altruism, free-riding, parasitism and the structure of the interactions in a world with finite resources
对合作行为（为他人提供利益）和利他主义（以自己为代价为他人提供利益）的进化的研究，自其创立以来一直是进化博弈理论框架的核心。近年来，该理论的快速发展提高了我们对这一问题的认识，但也带来了概念的多样化，影响了科学家之间的交流。此外，达尔文所确定的生存斗争中冲突的主要根源，即任何生态系统中存在的有限资源，在大多数博弈论研究中被假设为保持恒定的人口规模，直到最近才被认为是明确影响进化过程的因素。本文对近年来概念的多样化和资源依赖模型的新成果进行了综述。全文：在历史介绍之后，对最重要的概念进行了审查。然后表明，成对相互作用和加性适应度决定了囚犯困境（PD）或和谐博弈，两个利他主义者在一起相互作用可能决定PD，并且任何群体中最合作且不那么自私的个体的相互作用环境总是PD。之后，它表明，除了利他主义者与搭便车者，搭便车者和寄生虫的组合决定了一个根本不同的PD。计算机模拟表明，寄生，搭便车和利他主义的随机探索，使共存的三种策略，而不需要往复，惩罚或奖励的策略。最后，回顾了资源有限的问题，表明…
2013-12-12 physics.bio-ph physics.soc-ph q-bio.PE
Effectiveness of conditional punishment for the evolution of public cooperation
集体行动，从城市马拉松到劳工罢工，往往是群众驱动的，并受到滚雪球效应的影响。基于此，我们研究了空间公共产品博弈中有条件惩罚的演化优势。与无条件惩罚者总是对叛逃者处以相同的罚款不同，有条件惩罚者的罚款与群体中其他惩罚者的数量成比例。根据惩罚罚金和惩罚成本的相图可以看出，两种惩罚者不能共存。这两种策略的自发粗化导致了与叛逃者的间接领土竞争，只有在制裁成本不高的情况下，无条件惩罚者才能赢得这场竞争。否则，条件惩罚者是间接竞争的胜利者，这表明在更现实的条件下，他们确实是更有效的策略。连续和不连续的相变以及三临界点表征了复杂的演化动力学，这是由于条件惩罚引入的多点相互作用。我们提出间接的领土竞争作为一个普遍适用的机制依赖于斑图形成，通过这种空间结构可以利用看似从属的策略，以避免进化灭绝。
2013-02-14 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Cooperation among competitors in the open-source arena: The case of OpenStack
组织间的相互作用往往是复杂和矛盾的。在这项研究中，我们超越了两个管理悖论：竞争与合作，开源与专有技术开发。我们遵循OpenStack开源生态系统，竞争公司在大数据云基础设施的联合开发中进行合作。我们提供了一个叙述，辅以社会网络可视化，描绘了合作和竞争的演变。我们的研究结果表明，发展透明度和薄弱的知识产权（即，开放源码生态系统的特点）使核心公司能够更容易地在多个联盟之间转让信息和资源。
2016-12-30 cs.SI physics.soc-ph
Steady-State and Dynamical Behavior of a PDE Model of Multilevel Selection with Pairwise Group-Level Competition
研究了一个考虑两两组群冲突的多层级选择PDE模型，刻画了测度值解的适定性，并证明群体间选择较弱时种群收敛至全背叛者均衡，同时给出了合作长期存活的条件及稳态收益上限。
2024-11-13 math.AP physics.soc-ph q-bio.PE
Evolutionary establishment of moral and double moral standards through spatial interactions
个人必须共同努力或分享稀缺资源的情况无处不在。然而，如果没有适当的机制来确保合作，最大化个人成功的进化压力往往会造成公地悲剧（如过度捕捞或破坏我们的环境）。这一贡献解决了一些与人类行为相关的难题，进化博弈论的方法，因为它已被成功地用于解释其他生物物种的行为多次，从细菌到脊椎动物。我们的代理人为基础的模型区分个人应用四种不同的行为策略：不合作的个人（“叛逃者”），合作的个人放弃惩罚的努力（称为“合作者”或“二阶搭便车”），合作者谁惩罚不合作的行为（“道德家”），和叛逃者，谁惩罚其他叛逃者，尽管不合作自己（“非道德家”）。通过考虑与邻近个体的空间相互作用，我们的模型揭示了几个有趣的效应：首先，道德家可以完全消除合作者。这种惩罚行为的传播需要行为策略的分离，并解决了“二阶搭便车问题”。第二，即使经过很长时间，系统行为也会显著改变其特征（“谁笑到最后，谁笑得最好”）。第三，大量叛逃者的存在可以在很大程度上加速道德主义者对不惩罚合作者的胜利。第四，为了成功，道德家可能以一种看起来像“邪恶的合作”的方式从非道德家那里获利。我们的研究结果表明，惩罚策略的考虑允许理解的建立和传播的“道德行为”的手段博弈论的概念。这表明，定量生物建模方法是强大的，即使在已经解决了非数学概念的领域。由于不同行为策略之间的进化竞争，某些社会行为的复杂动态变得可以理解。
2010-03-16 physics.soc-ph q-bio.PE
Structured populations facilitate cooperation in policed Public Goods Games
由合作的个人组成的社会似乎需要对叛逃者进行监督，以确保其持续成功。然而，惩罚者和利益、人口结构和劳动分工之间的确切联系仍然不清楚。许多模型假设昂贵的“同伴惩罚”，以执行合作，但结果在经济学文献表明，这种假设可能并不普遍有效。在许多人类和动物社会中，存在着一种劳动分工，即纯粹支持的大多数人和专注的少数警察般的执法者。在这里，我们提出了几个扩展的公共产品游戏的惩罚，允许这种可能性，并评估其影响的合作行为的水平。我们发现，一个结构的单独的亚群，只有通过个人的迁移相互作用，可以有一个强大的影响系统的演化动力学，并显着促进合作。强迫背叛者贡献和使适应度转移到惩罚者都对合作水平有微弱的正影响。然而，在存在群体竞争的情况下，进化效应反而会阻碍合作。
2015-12-09 physics.soc-ph q-bio.PE
Unbending strategies shepherd cooperation and suppress extortion in spatial populations
研究格点种群中始终合作、勒索型 ZD 与不屈策略的演化动力学，发现不屈玩家能根本改变系统动力学，抑制勒索者主导并促进公平合作。
2024-05-29 cs.GT physics.soc-ph q-bio.PE
Voluntary rewards mediate the evolution of pool punishment for maintaining public goods in large populations
在治理公地时，惩罚是一种流行的工具，否则搭便车者就会接管公地。众所周知，诸如警察和法院等制裁系统的费用很高，因此可能会受到那些搭他人努力维持制裁系统的人（二阶搭便车者）的影响。先前的博弈论研究表明，如果人口非常庞大，由于二阶搭便车者的存在，即使参与是可选的，公共利益游戏中也很少出现池惩罚。在这里，我们表明，匹配基金奖励合作导致池惩罚的出现，尽管存在二阶搭便车。我们证明，奖励基金可以铺平道路，从人口的免费搭车者到人口的池惩罚者的过渡。促进过渡的一个关键因素也是奖励那些对池罚作出贡献的人，但不是放弃参与。奖励基金最终消失在提高池惩罚，这是可持续的惩罚二阶搭便车。这表明，考虑奖励和惩罚的相互依赖性可能有助于更好地理解社会规范和制度的起源和变迁。
2015-03-10 cs.GT nlin.AO physics.soc-ph
Shall we turn off the media? Global information can destroy local cooperation in the one-dimensional ring
在本文中，我们调查的合作时，相互作用的结构是严格本地的演变，因此健身只取决于本地的行为，而竞争结构是部分全球性的，因此选择也可以发生在遥远的代理。我们探索这种新的设置，通过数值模拟的模型中，代理人被安排在一个一维环。初步结果表明，在强选择下，整体比较的程度系统地有利于背叛，而在弱选择下，其效果不太系统，但总体上仍然有利于背叛。此外，全球比较的范围似乎可以明显减少注视时间。
2019-06-21 physics.soc-ph
Identifying Bridges and Catalysts for Persistent Cooperation Using Network-Based Approach
本研究利用Moran过程和基于网络的方法，识别了在迭代囚徒困境中促进持久合作的关键IPD策略（催化剂）与进化路径（桥梁），为增强现实合作问题的持久性与韧性提供了实际意义。
2023-06-30 physics.soc-ph q-bio.PE
Punishment and inspection for governing the commons in a feedback-evolving game
利用公共资源一直是社区成员的两难选择。当合作者约束自己并考虑资源的适当状态时，背叛者要求比他们想象的份额更多的回报。为了避免共同国家的悲剧，惩罚后者似乎是一个适当的反应。然而，当我们承认资源是有限的，即使是可再生资源的增长能力也有限时，这一结论就不那么直截了当了。为了澄清可能的后果，我们考虑了一个共同进化模型，在该模型中，除了合作者和背叛者的收益驱动竞争外，可再生资源的水平敏感地取决于合作者的比例和所有参与者的总消费。应用反馈进化博弈表明，除了一个微妙的调整惩罚，它也是至关重要的，合作者应特别注意可再生资源的不断增长的能力。否则，即使使用严厉的惩罚，也不能挽救社区免于不受欢迎的结局。
2018-07-15 math.OC physics.soc-ph q-bio.PE
Cooperation in public goods games: stay, but not for too long
在重复的公共物品博弈中，除非存在权变行为，否则合作很难实现。当然，如果合作者之间存在促进积极分类的机制，那么合作者可能会击败背叛者，因为合作者会获得更大的回报。在进化博弈论的背景下，总是合作的个体无法在混合良好的种群中赢得对背叛者的竞争。在这里，我们研究了人口的进化，在重复的公共产品游戏中获得健身和球员有一个固定的概率玩下一轮。因此，在游戏过程中，团队的规模会减小。人口是混合的，只有两种可用的策略：总是合作（ALLC）或总是背叛（ALLD）。通过数值计算和分析近似，我们表明，合作可以出现，如果球员留在玩游戏，但不是太长时间。基本的机制是从强到弱利他主义的过渡之间的相互作用，作为组的大小减少，并存在一个上限的轮数代表有限的时间可用性。
2017-07-31 physics.soc-ph
Modelling Cooperation and Competition in Urban Retail Ecosystems with Complex Network Metrics
ENS de Lyon（里昂高等师范学院）；University of Cambridge（剑桥大学）；New York University（纽约大学）；Foursquare Labs（Foursquare实验室）
了解新业务对当地市场生态系统的影响是一项具有挑战性的任务，因为它是多方面的。过去在这一领域的工作研究了同质场所类型的合作或竞争作用（即新书店对现有书店的影响）。然而，这些先前的作品在其范围和解释力方面受到限制。为了更好地衡量现代城市的零售业绩，模型应该考虑一些同步交互的因素。本文是第一个考虑在城市中发生的多方面类型的相互作用时，检查新业务的影响。我们首先提出了一个建模框架，探讨了新企业在各自的本地领域的作用。使用定位技术平台Foursquare的纵向数据集，我们对全球26个主要城市的新场馆影响进行了建模。将城市表示为连接的场地网络，我们量化了它们的结构并随时间推移分析了它们的动态。我们注意到，在这些零售网络中出现了一个强大的社区结构，这一观察结果突出了当地零售企业生态系统中出现的合作和竞争力量的相互作用。接下来，我们设计了一个数据驱动的指标，捕捉一阶相关性的影响，一个新的地点对零售商在其附近的帐户同质和异构的相互作用之间的场地类型。最后，我们建立了一个有监督的机器学习模型来预测给定的新场所对其当地零售生态系统的影响。我们的方法突出了复杂网络度量在构建机器学习预测模型中的作用。这些模型在零售业中有许多应用，可以支持政策制定者、企业主和城市规划者开发模型，以描述和预测城市环境的变化。
2021-04-28 cs.LG cs.SI physics.soc-ph
Competition of tolerant strategies in the spatial public goods game
宽容意味着以公正和客观的态度忍受艰难的环境。为了确定是否进化优势可能是源于不同程度的宽容在人口中，我们研究了空间公共产品的游戏，除了合作者，叛逃者和孤独者，宽容的球员也存在。根据一个群体中背叛者的数量，一个宽容的玩家可以在游戏的特定实例中合作或弃权。我们发现，多样性的宽容可以产生协同效应，其中玩家在一组中的叛逃者的容忍数量方面具有不同的阈值竞争最有效地对叛逃和默认禁欲。这种协同合作的关系可以稳定全面合作的状态，否则背叛将占主导地位。我们观察到复杂的斑图形成，从而产生了一个错综复杂的相图，在那里，无形而稳定的战略联盟需要最大的照顾，以免被忽视。我们的研究结果突出了微妙的重要性，多样性和宽容的公共产品的供应，他们揭示了迷人的微妙的时空动态，这是由于在结构化的人口子系统解决方案的竞争。
2016-07-28 physics.soc-ph q-bio.PE
Competition and partnership between conformity and payoff-based imitations in social dilemmas
向获得更高回报的伙伴学习是进化博弈论中经常使用的工作假设。另一种动态规则是焦点参与者倾向于遵循局部邻域中大多数参与者的策略选择，这通常被称为一致性驱动的策略更新。在这项工作中，我们假设这两种策略学习方法是存在的，并在一个共同进化模型的框架内竞争空间。我们的研究结果表明，存在的回报驱动的策略学习方法成为独家高成功者的回报和/或高诱惑值，代表了雪堆游戏困境的情况。然而，在一般情况下，上述策略学习方法的竞争可能是有用的，以扩大参数空间，只有合作者占上风。这种合作的成功是基于合作者参与者的强制协调，这揭示了后一种策略的好处。有趣的是，基于收益的合作者和基于一致性的合作者可以形成一个有效的联盟来对抗背叛者，这也可以扩展猎鹿博弈区域中完全合作者解的参数空间。我们的工作强调了策略和个体特征如学习方法的协同进化可以提供一种新的斑图形成机制，这种机制在静态模型中无法观察到，因此仍然隐藏在传统模型中。
2018-09-13 cond-mat.stat-mech cs.GT physics.soc-ph
Punctuated evolution due to delayed carrying capacity
引入一个新的时滞方程来描述复杂非线性系统的间断演化。详细的分析和数值研究提供了所有可能类型的解决方案的人口动态的四个主要制度分别占主导地位的分类：（一）增益和竞争，（二）增益和合作，（三）损失和竞争和（四）损失和合作。我们的时滞方程在一定的参数范围内可以表现出双稳性，同时也可以表现出丰富的机制，包括单调衰减到零、平滑指数增长、间断无限增长、间断增长或交替到平稳水平、振荡接近平稳水平、持续振荡、有限时间奇点以及有限时间死亡。
2009-08-10 nlin.AO physics.bio-ph physics.soc-ph
A novel route to cyclic dominance in voluntary social dilemmas
合作是现代人类社会的支柱，因此了解成功的合作维持机制如何运作是一个优先事项。循环优势是一种非传递的设置，包括至少三种策略，其中第一种策略推翻第二种策略，第二种策略推翻第三种策略，第三种策略反过来又推翻第一种策略，已知它可以维持生物多样性，驱动细菌菌株之间的竞争，并在社会困境中保持合作。在这里，我们提出了一个新的路线，以循环的优势，在自愿的社会困境中，通过添加到传统的合作者，叛逃者和孤独者，第四种球员类型，风险厌恶对冲者，谁制定针锋相对支付对冲成本，以避免被利用。当这一成本足够小时，合作者、背叛者和套期保值者就进入了一个循环优势的循环，即使在最不利的条件下也能保持合作。相反，当套期保值成本很大时，套期保值者就会消失，从而恢复到传统的合作者、背叛者和孤独者的相互作用。在对冲成本的过渡区域，复杂的进化动态环境，促使两个，三个或四个竞争策略之间的状态转换。因此，我们的研究结果表明，自愿参与，但通过循环优势的持续合作的途径之一。
2020-02-12 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
Evolutionary games on simplicial complexes
阐明导致合作的机制仍然是当今时代的主要科学挑战之一，因为许多常见的合作场景仍然难以捉摸，并且与达尔文的自然选择理论不一致。在这里，我们研究的种群结构超越成对相互作用的进化博弈。具体来说，我们介绍了一个一般的进化方法，允许研究的情况下，间接的相互作用，通过邻居以外的直接成对连接（或通过一组邻居），影响的焦点球员的战略。为此，我们考虑编码二体和三体相互作用的单纯图，这使得能够研究所有可能的社会困境对之间的竞争，并仔细检查三体相互作用在所有观察到的现象学中的作用。我们同时研究了不同纳什均衡的社会困境如何在单纯结构中竞争，以及这种竞争如何被2-和1-单纯的不平衡所调制，这反过来又反映了玩家之间的成对或群体互动的相对普遍性。我们报告了一些结果：（i）支持高阶博弈允许非优势策略者出现并与优势策略者共存，这种情况不能用任何成对方案来解释，无论接触网络如何;（ii）描述了从优势背叛到优势合作的新过渡作为人口简单结构的函数;（iii）证明2-单纯形互动是策略多样性的一个来源，即增加群体互动的相对普遍性总是促进个体策略身份的多样性。我们的研究是在寻求理解合作的根源和在现实世界和社会环境中维持合作的机制方面向前迈出的一步。
2021-03-05 physics.soc-ph q-bio.PE
Cooperation in spatial Prisoner's Dilemma with two types of players for increasing number of neighbors
研究了一个空间双策略（合作与背叛）囚徒困境博弈，博弈中有两种类型的局中人（$A$和$B$）位于正方形格子上.策略分布的演化由从随机选择的邻居的迭代策略采用决定，其概率取决于收益差异以及邻居的类型。策略采用概率由来自$B$类型的参与者的前因子（$w < 1$）降低。我们考虑了当增加邻居数（$k=4$、8和24）时两个相反效应之间的竞争。在有影响力的参与者（类型$A$）的比例范围内，策略转移的不均匀活动导致合作者密度的相关增加（依赖于$w$）。这种现象的噪声依赖性也讨论了通过评估相图。
2008-12-17 physics.bio-ph physics.soc-ph
Imitation dynamics on networks with incomplete information
本文提出了一个不完全信息网络上的模仿动力学通用模型，统一了经典更新规则，并揭示了不同信息条件下个人与外部信息对合作演化的定量影响。
2023-11-21 physics.soc-ph
