Indirect exclusion can promote cooperation in repeated group interactions
社会排斥被认为是促进合作发展的最有效措施之一。在现实社会中，社会排斥的方式可以是直接的，也可以是间接的。然而，迄今为止，还没有相关的工作，探讨如何间接排斥影响合作的演变，从理论的角度。在这里，我们引入间接排除到重复的公共产品游戏，游戏组织者概率选择合作者后，第一轮游戏参与以下可能的游戏互动。然后，我们研究了在无限和有限的混合种群的合作的进化动力学。通过理论分析和数值计算，我们发现间接排斥的引入可以诱导合作者和背叛者的稳定共存或合作者的优势，从而有效地促进合作的演化。此外，当组织者的认同概率低于中间值时，组织者的认同概率对公众合作的影响是非线性的，而较高的认同概率可以维持较高的合作水平。此外，我们的研究结果表明，增加游戏交互的平均回合可以有效地促进合作的进化。
2022-08-27 math.DS physics.soc-ph
Scarcity may promote cooperation in populations of simple agents
在合作演化的研究中，资源限制通常被假设为提供有限的人口规模。然而，最近有人指出，资源限制也可能产生动态的回报，能够修改游戏的原始结构。在这里，我们研究分析从一个同质人口的叛逃者时，资源丰富的生存无条件的合作者时，资源减少到阈值以下的相变。为此，我们引入了一个简单的代理模型，没有记忆或识别能力，在混合良好的人口互动。这一结果可能会揭示资源限制在多细胞起源中所扮演的角色。
2013-12-12 physics.bio-ph physics.soc-ph q-bio.PE
Environmental variability promotes the evolution of cooperation among geographically dispersed groups on dynamic networks
本文通过三种环境变异性随机模型研究动态网络上群体间合作的演化，发现区域资源转移比总体资源波动更能促进合作，且合作与网络结构的协同演化是关键机制。
2024-11-19 math.DS physics.soc-ph q-bio.PE
Coevolution of teaching activity promotes cooperation
进化游戏是研究玩家的教学活动可以随着时间的推移而演变的游戏。最初，所有遵循合作或背叛策略的参与者都分布在正方形网格上。策略采用率由收益差异和一个教学活动决定，该教学活动表征了捐赠者对对手实施其策略的能力。每一个成功的战略采用过程都伴随着捐助者教学活动的增加。通过应用增量的最佳值，这个简单的机制自发地在教学活动中产生相关的不均匀性，支持维持囚徒困境和雪堆游戏的合作。
2008-03-28 physics.gen-ph physics.soc-ph q-bio.PE
Success-driven distribution of public goods promotes cooperation but preserves defection
马太效应早在圣经时代就已确立，它代表着这样一个事实：在社会中，富人往往会变得更富，权势者往往会变得更强大。在这里，我们研究了一个博弈论模型，描述了结构化人口的合作的演变，公共产品的分配是由个人的生殖成功。相图显示，合作促进不受不确定性的策略采用和互动图的类型，但完全的主导地位的合作者是难以捉摸的，由于自发出现的超持久的叛逃者，欠他们的生存极其罕见的微观模式。这表明，成功驱动的机制对于有效地从集体行动中获益至关重要，但它们也可能解释了观察到的持续存在的适应不良行为。
2011-12-12 cond-mat.stat-mech cs.SI physics.soc-ph
Reducing the Heterogeneity of Payoffs: an Effective Way to Promote Cooperation in Prisoner's Dilemma Game
在本文中，每个代理人的总收益的调节，以减少总收益分布的异质性。研究发现，存在一个最优调节强度，该强度显著促进合作者的参与，过弱或过强的调节强度对合作者的参与影响不大或导致合作者的消失。研究还发现，大多数合作者不是孤立分布的，而是形成合作者集群，而促进合作的唯一途径是扩大合作者集群的规模。最后，我们试图解释更大的集群的出现，并证明最优监管强度的存在。我们的工作提供了深入的了解之间的关系的支付分配和合作行为。
2009-05-12 physics.soc-ph
Edge-based reputation promotes cooperation in simplicial complexes
Kunming University（昆明大学）；Zaragoza Logistics Center (ZLC)（萨拉戈萨物流中心）；Yunnan University of Finance and Economics（云南财经大学）；Beihang University（北京航空航天大学）；University of Zaragoza（萨拉戈萨大学）
本研究提出基于边的声誉机制，通过结合直接和间接声誉，在 simplicial 复合体中促进合作，揭示了网络拓扑与声誉机制的非线性关系。
2025-11-27 physics.soc-ph
Moderate immigration may promote a peak of cooperation among natives
在一个边界日益严格的世界里，各国可能会剥夺自己享受合作移民带来的好处的机会。在这里，我们分析了有效的合作移民的人口玩公共物品游戏的效果。我们考虑了一个正方形格子上的人口结构，其中个人与邻居进行公共物品博弈。人口统计是由随机出生，死亡和迁移。这些策略通过模仿动态传播。我们的模型表明，当地人之间的合作，可以出现由于良好的榜样代理人，可以提供更好的公共产品质量的社会传染。在移民中，只有一小部分有效的合作者，才足以引发整个本地人口的合作。我们看到，本土合作在移民率的中等值时达到顶峰。这种有效的移民合作者作为合作集群成长的核中心，最终主导叛逃。
2021-06-11 cond-mat.stat-mech physics.bio-ph physics.soc-ph
Self-Organization Promotes the Evolution of Cooperation with Cultural Propagation
本文研究了文化传播条件下合作演化的三种计算模型：亲属选择、直接互惠和间接互惠。报告了两个分析，一个比较它们之间的行为，第二个确定不同参数在模型动态中的影响。这些分析的结果说明了如何游戏过渡可能会发生依赖于模型内的一些参数，也解释了代理如何适应这些过渡，通过单独选择他们的附件合作的态度。这些参数规定了合作在不同情况下如何自我组织。本文还讨论了由于Agent的适应过程而出现的合作演化。
2013-03-01 cs.GT physics.soc-ph
Promote cooperation by localised small-world communication
在相当大的不相关人群中，合作的出现和维持给我们的理解带来了许多挑战。我们认为，人类的沟通能力，如有多少和多远的同胞可以建立相互沟通，可能会影响合作的演变。我们研究这个问题的公共物品游戏（PGG）的两层网络的联系。参与者从正方形格子（交互层）上的五人公共物品交互中获得收益。此外，他们在学习层与邻居沟通后更新策略，其中两个参与者根据他们的空间距离以幂律概率建立相互沟通。我们的模拟结果表明，合作的演变确实是敏感的球员如何选择他人进行通信，包括金额以及位置。地方化交流趋势被证明是促进合作的新机制。
2008-01-15 physics.gen-ph physics.soc-ph
Wisdom of groups promotes cooperation in evolutionary social dilemmas
是否改变战略不仅取决于每个人的个人成功，也取决于其他人的成功。以此为动机，我们研究了在描述社会困境的游戏中合作的演变，在这种情况下，采取不同策略的倾向既取决于个人适应度，也取决于邻居的策略。无论进化过程是由成对或群体相互作用，我们表明，插入到“群体的智慧”强烈促进合作行为。越是考虑到更广泛的知识，叛逃者的进化就越受到损害。我们解释这一点，揭示了一个动态减速的入侵过程中，通过该接口分离不同的域保持平滑和叛逃者，因此变得无法有效地入侵合作者。这反过来又增强了空间互惠性，并建立了分散的决策，这对解决社会困境非常有益。
2012-08-20 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
The mechanism of individual time cost heterogeneity promotes cooperation in snowdrift game
在研究现实世界中的群体行为时，时间流逝成本起着重要的作用。每一个理性的个体都可以通过综合考虑时间成本来得到更合理的策略。基于此，本文提出了一种个体时间成本异质性机制，其核心在于两个方面：1。将规则网络中的个体分为高时间成本和低时间成本两类。2.每个个体都被赋予了一个时间成本参数，当他们与邻居互动时，个体会考虑时间成本对收益的影响。利用同步更新算法研究了正则格上合作问题的演化。仿真结果表明，该机制有效地促进了雪堆游戏中的合作。研究发现，时间成本越高，群体中高时间成本的个体越多，在低时间成本不变的情况下，群体间的时间成本差异越大。
2020-09-18 physics.soc-ph
Diffusion-induced instabilities promote cooperation in eco-evolutionary networks
Bagchi School of Public Health, Ahmedabad University（艾哈迈达巴德大学巴吉公共卫生学院）；Department of Physical Sciences, Indian Institute of Science Education and Research Kolkata（印度科学教育与研究学院加尔各答分校物理科学系）；Department of Mathematics and Namur Institute for Complex Systems - naXys, University of Namur（南纳尔大学数学与南纳尔复杂系统研究所-naXys）；Faculty of Natural Sciences and Mathematics, University of Maribor（马里博尔大学自然科学与数学学院）；Community Healthcare Center Dr. Adolf Drolc Maribor（马里博尔阿道夫·德罗尔克博士社区健康中心）；Department of Physics, Kyung Hee University（庆熙大学物理系）；University College, Korea University（韩国大学综合研究生院）；Physics and Applied Mathematics Unit, Indian Statistical Institute（印度统计物理学与应用数学单元）
研究生态进化公共品博弈中合作如何持续，通过复杂网络上合作者和背叛者不同扩散速率，揭示不对称迁移和异质连接性共同促进结构化群体中合作，包括对称破缺转变、枢纽合作情况及多稳定性分析等。
2026-07-21 nlin.AO nlin.CD physics.soc-ph
Nanowars can cause epidemic resurgence and fail to promote cooperation
ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院）；Complexity Science Hub Vienna（维也纳复杂性科学中心）；University of Maribor（马里博尔大学）；China Medical University Hospital, China Medical University（中国医药大学附设医院，中国医药大学）；Alma Mater Europaea（欧洲母校大学）
在一个不可持续的、“人口过剩”的世界里，使用基于纳米技术的定向自主武器对人类的未来意味着什么？为了获得一些见解，我们做了一个简化的博弈论思想实验。我们考虑的人口代理人玩公共产品的游戏，并在平行的流行病展开。被感染的叛逃者以一定的概率被杀死，并被易感的合作者取代。我们发现，这种“传染病”，即使旨在促进良好的行为和地球的健康，不仅不能促进合作，但他们也显着增加了重复的流行病浪潮的概率。事实上，新生儿合作者很容易成为附近叛逃者的目标。因此，与直觉相反，所讨论的干预甚至可能产生与预期相反的效果，促进背叛。我们还发现了受感染的叛逃者死亡率的一个临界阈值，超过这个阈值，流行病的死灰复燃就成了必然。最后，我们迫切呼吁对纳米技术和自主武器进行国际监管。
2022-01-13 cs.AI physics.soc-ph q-bio.PE
Self-regulation promotes cooperation in social networks
现实社会困境中的合作行为通常被认为是一种源于规范和惩罚的现象。为了克服这一范式，我们强调之间的相互作用，社交网络对个人的影响，并激活自发的自我调节机制，这可能会导致他们的行为合作，同时与他人互动，并采取冲突的决定随着时间的推移。通过将进化博弈理论扩展到网络，我们证明了无论自我调节机制是否足够强于社会压力，合作都会部分或完全出现。有趣的是，即使是很少的合作个体也会充当其他人合作的催化剂，从而激活招募机制，最终推动整个群体合作。
2018-07-20 cs.GT cs.SI econ.TH
How Lévy flights triggered by presence of defectors affect evolution of cooperation in spatial games
个人之间的合作是维持社会的关键。然而，自然选择倾向于背叛而不是合作。当个人的流动性允许合作者形成集群（或团体）时，合作可能会受到青睐。动物的移动模式有时遵循Lévy飞行。Lévy飞行是一种随机行走，但它是由许多小运动和一些大运动组成的。安东尼奥尼和托马西尼研究了莱维飞行对合作的作用。他们表明，莱维飞行促进了合作，并与邻国叛逃者引发的有条件运动相结合。然而，对于邻近叛逃者的最佳条件以及该条件如何随Lévy飞行强度而变化仍然不清楚。在这里，我们开发了一个基于代理的模型，在一个正方形网格中，代理执行Lévy飞行，这取决于相邻叛逃者的比例。我们系统地研究了合作的三个因素之间的关系：对叛逃者的敏感性，莱维航班的强度和人口密度。进化模拟的结果表明，适度的敏感性最促进合作。然后，我们发现，最短的动作是最好的合作时，对叛逃者的敏感性高。相比之下，当灵敏度较低时，较长的动作最有利于合作。因此，莱维飞行，即短跳和跳远之间的平衡，促进了任何敏感性的合作，这一点被进化模拟所证实。随着种群密度的增大，种群的敏感性越高，越有利于种群的合作进化。我们的研究表明，Lévy飞行不仅是觅食的最佳搜索策略，而且也是与他人建立合作关系的最佳搜索策略。
2022-07-20 physics.soc-ph q-bio.PE
Does strong heterogeneity promote cooperation by group interactions?
以前的研究已经强调了强大的异质性的重要性，成功的合作，在游戏中的两两互动。在这里，我们确定在多大程度上这是真的由群体互动的游戏。因此，我们研究的发展合作的公共产品游戏的正方形格子，三角形格子和随机规则图，其中的收益是均匀分布或指数之间的球员分配给他们个人的比例因子，确定他们将收到的公共产品的份额。我们发现，均匀分布的公共产品是更成功地保持高水平的合作比指数分布的公共产品。这是不同意先前的结果对游戏的两两互动，表明组的相互作用可能是不太容易促进合作的手段，原来假设的强异质性，以及强异质性国家的作用，应重新审视其他类型的游戏。
2011-12-20 cond-mat.stat-mech cs.SI physics.soc-ph
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
Evolutionary games with facilitators: When does selection favor cooperation?
我们研究了选择和随机波动对两种策略（“合作”和“背叛”）博弈的演化动力学的综合影响，其中种群中包含合作促进者。后者是通过增强合作者相对于背叛者的适应性的生殖潜力来支持合作的个体。通过计算固定概率的一个单一的合作者在有限的和混合的人口，包括一个固定数量的促进者，并通过使用平均场分析，我们确定当选择促进合作的重要类的囚徒困境，雪堆和猎鹿游戏。特别是，我们确定的情况下，选择有利于取代和入侵的合作背叛。我们的研究结果，证实了随机模拟，表明可以通过各种情况下促进合作的传播时，密度的促进者超过一个临界值，其依赖于人口规模和选择强度进行了分析。我们还确定在哪些条件下合作更有可能取代背叛，而不是相反。关键词：进化博弈;合作动力学;社会困境;固定;种群动力学。
2013-08-17 cond-mat.stat-mech nlin.AO physics.soc-ph
Evolution of cooperation and costly incentives in the continuous snowdrift game
对雪堆博弈的博弈论研究表明，合资企业中不断变化的合作水平的逐步演变可以证明进化合并以及进化分支。然而，很少有人知道的多样性的变化在合作层面上的后果。在本研究中，我考虑了昂贵的奖励对连续雪堆游戏的影响。我表明，不是进化合并，但进化分支可以促进池奖励的出现，这可以提高社会福利。
2016-12-28 nlin.AO physics.soc-ph q-bio.PE
Transitions between homophilic and heterophilic modes of cooperation
合作在生物和社会系统中无处不在。先前的研究表明，对相似外观的偏好促进了合作，这种现象称为标签介导的合作或社群合作。当空间结构被合并时，这种效果得到增强，因为空间允许共享相同标签的代理重新组合以形成局部合作集群。在空间分布的环境中，还可以考虑生物体的迁移，这有可能通过促进空间集群进一步促进合作的演变。然而，它还没有被认为是在空间标签介导的合作模型。在这里，我们表明，使用计算机模拟的空间模型与有机体迁移的进化游戏，标签为基础的隔离和同好的合作出现了广泛的参数。与此同时，我们的研究结果还显示了另一个进化稳定的结果，即在空间混合模式中保持了高水平的嗜异性合作。我们发现，这两种不同形式的标签介导的合作交替出现的诱惑缺陷的参数增加。
2015-11-20 physics.soc-ph q-bio.PE
Integrating neighborhoods in the evaluation of fitness promotes cooperation in the spatial prisoner's dilemma game
人类社会的一个基本问题是合作的演变。许多先前的研究探讨了这个问题，通过设置空间背景，玩家通过与他们最近的邻居进行博弈来获得他们的收益。另一个不容忽视的事实是，环境在个体发展中起着重要作用。受这些现象的启发，我们重新考虑个人适应度的定义，通过引入选择参数$u$，将环境（由所有个体邻居的平均收益表示）与传统的个体收益相结合。将$u$调整为零将返回传统版本，而增大$u$将受到环境的影响。我们发现，考虑到环境，即在健身的评估整合邻里，促进合作。如果提高$u$的值，可以更好地抵抗缺损的侵袭。我们还提供了定量的解释和完整的相图呈现环境的影响，合作的演变。最后，证明了该机制对不同邻域大小、不同拓扑结构和不同博弈模型的通用性。我们的工作可能会揭示我们生活中合作的出现和持续。
2010-12-31 cs.SI physics.soc-ph
Optimal migration promotes the outbreak of cooperation in heterogeneous populations
我们考虑一个人口的代理是异质性的（一）他们的策略时，互动$n_{g}$次与其他代理在迭代囚徒困境游戏，（二）他们的空间位置上$K$不同的岛屿。在每一代之后，代理人采用与他们收到的平均回报成比例的策略。假设两个合作和两个叛逃的策略的混合，我们首先调查孤立的岛屿的条件下，这些策略和它们可能共存的排他性的统治。这允许定义合作的阈值频率，其依赖于$n_{g}$和策略的初始组合，描述在没有迁移的情况下合作的爆发。然后，我们允许在每一代之后迁移固定比例的人口。假设一个最坏的情况下，所有的岛屿都被占领的叛逃策略，而只有一个岛屿被占领的合作者在阈值频率，我们确定的最佳迁移率，允许爆发的合作\emph{all}岛屿。我们进一步发现，阈值频率除以岛屿的数量，即与合作者入侵叛逃岛屿的相对努力与岛屿的数量递减。我们还表明，只有一个小的带宽的迁移率，允许爆发的合作。更高的移民率会破坏合作。
2012-06-24 cs.GT nlin.AO physics.soc-ph
Heterogeneous fragmentation of empty sites promotes cooperation in phenotypically diverse populations with tag-mediated interactions
Northwestern Polytechnical University（西北工业大学）；University of Graz（格拉茨大学）；Hangzhou Normal University（杭州师范大学）
异质性空位碎片化通过促进无条件合作，增强了表型多样性群体中的合作行为。
2025-12-26 cs.SI nlin.AO physics.soc-ph
Antisocial pool rewarding does not deter public cooperation
在许多方面，奖励合作是社会参与者的预期行为。然而，促进反社会行为的策略也令人惊讶地普遍，不仅在人类社会中，而且在真社会性昆虫和细菌中也是如此。例子包括制裁亲社会行为的个人，或奖励对集体企业没有贡献的自由骑手。因此，我们研究的公共产品游戏与反社会和亲社会池奖励，以确定潜在的负面影响的有效性，积极的激励措施，以促进合作。与天真的期望相反，我们表明，只要合作者能够做到这一点，叛逃者将奖励分配给他们喜欢的人的能力并不会阻止公众合作。即使在存在反社会奖励的情况下，进化社会困境中合作的空间选择也会增强。由于对任何一种策略的奖励管理都需要相当程度的聚合，合作者可以享受他们的亲社会贡献带来的好处以及相应的奖励。另一方面，叛逃者如果聚集在一起，可以享受反社会的奖励，但由于他们对公共利益没有贡献，他们最终屈服于他们固有的无法确保可持续未来的能力。因此，促进同类行为者聚集的战略，即使它们试图促进反社会行为，也总是能增强合作的长期利益。
2015-10-29 physics.soc-ph q-bio.PE
Population fluctuation promotes cooperation in networks
我们认为，在动态网络结构的人口的合作的出现和演变的解释问题。基于Poncela等人的开创性工作，该工作显示了如何通过进化偏好依恋（EPA）模型在不断增长的人口中支持合作（在一次性囚犯困境中），我们研究了人口规模波动的影响。我们发现，波动模型是更强大的比Poncela等人的合作，在各种各样的初始条件下的稳定性。无论是在诱惑的缺陷，和类型的战略存在于创始人网络，波动的人口被发现导致更安全的合作。此外，我们发现，这个模型也将支持出现合作从预先存在的非合作随机网络。这个模型，像Poncela等人的，不需要代理人有记忆，识别其他代理人，或其他认知能力，因此可能会提出一个更普遍的解释合作的出现在早期的进化过渡，比机制，如亲属选择，直接和间接互惠。
2016-05-09 cs.GT cs.NE physics.soc-ph
Probabilistic interconnection between interdependent networks promotes cooperation in the public goods game
以前的大多数作品研究合作的结构化人口通常采用一个孤立的单一网络的演变。然而，现实的系统是由许多相互依赖的网络相互耦合，而不是孤立的一个。在本文中，我们考虑一个系统，包括两个相互作用的网络具有相同的大小，相互纠缠的概率互连的引入。我们将公共物品博弈引入到这类系统中，研究了概率互联对系统合作演化的影响以及两层互联网络之间的耦合效应。仿真结果表明，存在一个使整个系统达到最大合作水平的互连概率中间区域。有趣的是，我们发现，在最佳的互连概率的内部链接之间的合作者在两层的分数是最大的。此外，即使最初没有合作者在一个层的相互依赖的网络，合作仍然可以促进概率互连，在两个层的合作水平可以更容易地达成协议，在中间的互连概率。我们的结果可能有助于理解一些现实的相互依赖网络中的合作行为，从而突出了概率互连对合作演化的重要性。
2012-11-03 cond-mat.stat-mech cs.GT cs.SI
Effect of expanding learning scope on the evolution of cooperation in scale-free networks
本文研究无标度网络公共物品博弈中扩大博弈与学习对象选择范围对合作演化的影响，发现扩大博弈范围抑制合作，而扩大学习范围在合作难演化时促进合作，并揭示了不同于中心节点机制的新机制。
2022-02-15 math.DS physics.soc-ph q-bio.PE
Risk aversion can promote cooperation
该研究提出一个结合反应网络、量子力学方法和博弈论的新框架，发现基于风险厌恶的机制能在社会困境博弈中促进合作，并导致新均衡的出现。
2024-11-11 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech econ.TH
Rewarding evolutionary fitness with links between populations promotes cooperation
研究了囚徒困境和公共物品博弈中的合作演化问题，其中最初的参与者属于两个独立的结构种群。在策略进化的同时，当前效用超过阈值的玩家通过外部链接奖励给属于其他种群的玩家。然而，一旦实用程序下降到阈值以下，外部链接就会终止。因此，当前进化适应性的奖励在两个种群之间引入了随时间变化的相互依赖性。我们发现，无论进化博弈和互动结构的细节，健身和奖励的自组织产生了杰出的球员，作为合作行为的强催化剂。然而，也存在关键的效用阈值，超过该阈值，杰出的玩家不再能够渗透。然后，两个群体之间的相互依赖消失了，合作者被迫只依赖传统的网络互惠。因此，我们证明，一个简单的策略独立的奖励形式可能会显着扩大结构化人口的合作范围。在人类社会中，一个人通常是许多不同社交网络的成员，因此在直接社区之外形成联系似乎特别适用。
2014-04-03 cs.SI physics.soc-ph q-bio.PE
Learning to cooperate in a changing world: How caring about the future promotes cooperation across scales
Beihang University（北京航空航天大学）；Zhongguancun Laboratory（中关村实验室）；Hangzhou International Innovation Institute, Beihang University（北京航空航天大学杭州创新研究院）；Key Laboratory of Mathematics, Informatics and Behavioral Semantics, Beihang University（北京航空航天大学数学、信息学与行为语义重点实验室）；Beijing Advanced Innovation Center for Future Blockchain and Privacy Computing, Beihang University（北京航空航天大学未来区块链与隐私计算高级创新中心）；Beijing Academy of Blockchain and Edge Computing（北京区块链与边缘计算研究院）
本研究通过多智能体强化学习，推导出跨尺度稳定合作的解析条件，发现重视未来能引导自利个体合作，为合作型AI提供统一框架。
2026-10-05 physics.soc-ph
Intrinsic fluctuations of reinforcement learning promote cooperation
University of Tübingen（图宾根大学）；University of Twente（特文特大学）；University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）
在这项工作中，我们要求和回答是什么使经典的时间差强化学习与ε贪婪策略合作。在社会困境中合作对动物、人类和机器都至关重要。虽然进化理论揭示了一系列促进合作的机制，但代理人学习合作的条件是有争议的。在这里，我们展示了多智能体学习设置的各个元素如何导致合作。我们使用迭代囚徒困境与一个时期的记忆作为测试床。两个学习代理中的每一个都学习一个策略，该策略以两个代理在上一轮的动作选择为条件来决定下面的动作选择。我们发现，除了对未来奖励的高度关注，低探索率和小学习率之外，主要是强化学习过程的内在随机波动使最终合作率提高了一倍，达到80%。因此，固有的噪声不是迭代学习过程的必然之恶。它是学习合作的重要资产。然而，我们也指出了合作行为的高可能性和在合理的时间内实现这一目标之间的权衡。我们的研究结果是相关的有目的地设计合作算法和调节不希望的串通的影响。
2023-02-21 cs.LG econ.GN nlin.AO
Win-stay-lose-learn promotes cooperation in the spatial prisoner's dilemma game
坚持自己的战略是自然和常见的，如果后者保证成功和满意。这与进化博弈的普遍模拟实践相违背，在进化博弈中，参与者经常考虑改变他们的策略，即使他们的收益可能与其他参与者略有不同。受此启发，我们引入了一个基于抱负的赢-留-输-学策略更新规则的空间囚徒困境游戏。该规则简单直观，不满意的参与者只会改变策略，然后尝试采用他们最近邻居的策略，而满意的参与者的策略不会改变。我们发现，建议的赢-留-输-学习规则促进了合作的演变，它这样做非常强大，独立的初始条件。事实上，我们表明，即使是一分钟的初始分数的合作者可能足以最终确保一个高度合作的最终状态。除了广泛的模拟结果，支持我们的结论，我们还提出了通过对所研究的游戏近似得到的结果。我们的研究结果延续了相关赢留策略更新规则的成功故事，并通过这样做揭示了解决囚犯困境的新方法。
2012-05-03 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Performance appraisal promotes cooperation in spatial public goods games
College of Artificial Intelligence, Southwest University（西南大学人工智能学院）；Business College, Southwest University（西南大学商学院）
该研究提出基于绩效评估的空间公共物品博弈模型，通过将收益分为平均分配与绩效加权两部分，经模拟证实绩效评估可显著促进合作行为，为缓解社会困境提供了新路径。
2026-08-05 physics.soc-ph
Voting by Hands Promotes Institutionalised Monitoring in Indirect Reciprocity
基于声誉的间接互惠是推动人类合作的主要机制，其中对行为的监测和分享与声誉有关的信息至关重要。由于收集信息的成本很高，可能会出现公地悲剧，一些人会搭别人提供的信息的便车。这可以通过组织监测器来克服，这些监测器收集信息，并由信息用户付费。我们分析了一个共同进化模型的个人玩的社会困境的游戏和监视器看着他们，监视器提供信息和玩家投票给一个更有益的监视器。我们发现：（1）仅仅对背叛行为进行严重评价的监督者不能稳定合作-他们必须忽略对坏名声玩家的背叛行为;（2）如果玩家投票给监督者而不是改变自己的策略，这种忽视的监督者可以稳定合作;（3）对坏名声玩家的合作行为进行严重评价的STERN监督者比不这样做的MILD监督者更容易稳定合作;（4）如果STERN监视器与MILD监视器竞争，则STERN监视器获胜;以及（5）STERN监视器需要高水平的监视，并且仅实现较低水平的合作，而MILD监视器实现较高水平的合作，具有松散的并且因此成本较低的监视。
2016-10-05 physics.soc-ph
Strong ties promote the epidemic prevalence in susceptible-infected-susceptible spreading dynamics
了解传播动态将有利于整个社会更好地预防和控制疾病，以及促进社会责任的信息，同时抑制破坏性的谣言。在基于网络的传播动力学中，不同权重的边可能扮演着截然不同的角色：远方的朋友通常会带来新奇的故事，而亲密的关系对于流感疫情来说风险很高。在这篇文章中，我们提出了一个加权的易感-感染-易感模型的复杂网络，其中的权重定义的两个相关联的节点的拓扑接近。每个受感染的个体被允许选择有限数量的邻居进行接触，并引入一个可调参数来控制通过高权重或低权重边缘进行接触的偏好。在六个真实网络上的实验结果表明，在传播过程中，强联系可以大大促进流行病的流行。通过与两个分别具有随机拓扑和随机重分布权重的统计零模型的比较，我们证明了权重的分布模式而不是拓扑对实验观测值的影响。进一步的分析表明，权重-权重相关性强烈影响结果：当权重-权重相关性存在时，高权重边在保持高流行率方面更显着。
2013-11-22 cs.SI physics.soc-ph
Oscillatory evolution of collective behavior in evolutionary games played with reinforcement learning
大规模合作是生态系统和人类社会演化的基础，多智能体系统自组织的集体行为是理解的关键。随着人工智能（AI）在几乎所有的科学分支中盛行，看看从多智能体AI系统中可以获得什么样的集体行为的新见解将是非常有趣的。在这里，我们介绍了一个典型的强化学习（RL）算法- Q学习到进化博弈动力学，其中代理人追求最佳行动的基础上的内省，而不是在传统的进化博弈（EG）的生灭或模仿过程。我们调查的合作患病率数字一般$2\times 2$游戏设置。我们发现，在大多数情况下，多智能体AI中的合作流行率与传统EG中的合作流行率相同。然而，在雪堆游戏与RL我们也发现，爆炸性合作出现的形式，周期性振荡，我们研究的支付结构对其出现的影响。最后，我们还证明了在其他一些使用RL算法的EGs中也可以观察到周期振荡，例如石头剪刀布游戏。我们的研究结果为从人工智能的角度理解自然界和社会中合作和振荡行为的出现提供了参考点。
2019-08-07 nlin.AO physics.soc-ph
Punishment can promote defection in group-structured populations
亲社会惩罚，即合作者惩罚背叛者，通常被认为是一种在大型人类群体中保持合作的机制。重要的是，支持这一观点的模型迄今为止只允许叛逃者成为惩罚的目标。然而，最近的实证研究表明，在公共产品游戏中存在反社会惩罚。也就是说，背叛者也会惩罚合作者。最近的一些理论研究发现，这种反社会惩罚可以阻止亲社会惩罚和合作的演变。然而，反社会惩罚在群体结构人群中的演变尚未得到正式解决。以前的研究非正式地认为，群体结构必须有利于亲社会的惩罚。在这里，我们正式调查两个人口因素，群体规模和分散频率，影响亲和反社会惩罚的选择压力。与之前工作的建议相反，我们发现反社会惩罚可以阻止一系列群体结构下亲社会惩罚和合作的演变。鉴于反社会惩罚现在已经发现在所有研究现存的人类文化中，以前的模型显示亲社会惩罚和合作的共同进化的索赔组结构的人口应该重新评估。
2012-08-22 physics.soc-ph q-bio.PE
Coupling with opinion dynamics promotes prosocial behavior in multilayer networks
State University of New York at Buffalo（纽约州立大学布法罗分校）；University of Michigan（密歇根大学）；Kobe University（神户大学）
本研究提出在多层网络中结合囚徒困境与非困境动态的模型，发现这种耦合能有效促进合作，为工程化合作提供了新思路。
2026-10-12 physics.soc-ph q-bio.PE
Clustering in large networks does not promote upstream reciprocity
上游互惠（英语：Upstream Reciprocity，又称广义互惠）是一种在社会困境中的合作机制，参与者在别人帮助他们的时候也会帮助别人。这是一种间接互惠。虽然在实验中经常观察到上游互惠，但大多数理论认为，只有当参与者形成三角形等短周期时，它才有效，这意味着人口规模较小，或者当它与其他促进合作的机制相结合时。一种期望是，真实的社交网络，这是众所周知的充满三角形和其他短周期，可能会容纳上游互惠。在这项研究中，我提出了一个有向循环的博伊德和Richerson的上游互惠游戏的情况下，一般的网络。该模型不是进化的，并关注的条件下，合作的球员是一个纳什均衡。我证明了网络中大量的三角形或其他短循环对促进上游互惠作用不大。合作是不太可能为较大的人口规模，即使三角形丰富的网络。此外，在网络上的进化社会困境游戏的结果相比，无标度网络导致较少的合作比网络均匀度分布。
2011-10-07 cs.SI physics.soc-ph
Heterogeneous aspirations promote cooperation in the prisoner's dilemma game
在进化游戏中，适者生存是增殖的核心。因此，个体会采取表现更好的参与者的策略，以期成功繁殖。在结构化群体中，有资格作为策略源的群体的数组与每个个体的近邻有界。但是，这些战略来源中的哪一个可能应该被复制？以前的研究要么通过选择最适合的球员，要么通过随机选择一个球员来解决这个问题。这里我们引入一个参数$u$，它在这两个极端选项之间进行插值。将$u$设置为零将返回随机选择的对手，而正的$u$将有利于更健康的球员。此外，我们将人口分为两组。来自$A$组的玩家根据参数$u$的指示选择他们的对手，而来自$B$组的玩家随机地这样做，而不管$u$。我们分别用$v$和$1-v$表示包含在$A$和$B$组中的参与者的分数。这两个参数$u$和$v$使我们能够详细分析如何在囚犯的困境游戏的背景下的愿望影响合作的演变。我们发现，足够积极的$u$值存在一个强大的中间$v \approx 0.5$合作蓬勃发展最好的。针对不同程度的不确定性，在策略采用过程$K$和不同的互动网络，这个观察的鲁棒性进行了测试。我们还提供了完整的相图描绘的依赖性的影响$u$和$v$的不同值的$K$，并对比我们的结论的有效性的替代模型，其中个人的愿望水平也受到演变。我们的研究表明，异质性的愿望可能是关键的可持续性的合作结构人口。
2010-11-23 cond-mat.stat-mech physics.soc-ph q-bio.PE
Reward and cooperation in the spatial public goods game
在促进公众合作方面的惩罚和奖励的承诺是值得商榷的。虽然惩罚传统上被认为比奖励更成功，但惩罚的成本往往无法抵消加强合作的收益，这一事实导致一些人重新考虑奖励作为合作努力背后的主要催化剂。在这里，我们详细阐述了“大棒与胡萝卜”的困境，通过研究空间公共产品博弈中的合作，除了传统的合作者和叛逃者，奖励合作者补充阵列的可能的战略的演变。后者愿意以个人成本奖励合作行为，从而有效地将纯粹的合作者降级为二阶搭便车者，因为他们不愿意承担这些额外成本。因此，我们发现，叛逃仍然是可行的，特别是如果奖励是昂贵的。然而，奖励可以促进合作，特别是在合作的协同效应很低的情况下。令人惊讶的是，适度奖励可能比高奖励更能促进合作，这是由于三种策略之间自发出现的循环优势。
2010-10-27 cs.SI physics.soc-ph
Spillover modes in multiplex games: double-edged effects on cooperation, and their coevolution
近年来，人们越来越有兴趣研究多路网络上的游戏，这些游戏可以解释相关社交环境中的互动。然而，很少有人知道如何潜在的跨背景干扰，或溢出，个人的行为策略影响整体合作。我们认为三种合理的溢出模式，量化和比较其对合作的演变的影响。在我们的模型中，社交互动发生在两个网络层上：一个代表与网格中的近邻的重复互动，另一个代表与同一群体中随机个体的一次性互动。溢出可以发生在社会学习过程中，偶然的跨层策略转移，或在社会互动过程中，由于上下文干扰的实施错误。我们的分析结果，使用扩展的对近似，是在广泛的模拟很好的协议。我们发现溢出对合作的影响是双刃剑：如果某一层的合作受到青睐，那么增加溢出的强度可以促进合作，但是过多的溢出则是有害的。我们还发现了一个合作的双稳态现象：溢出阻碍或促进合作依赖于初始频率在每一层的合作。此外，比较策略组合，出现在每一个溢出模式提供了一个很好的指示，他们的共同进化动态与合作。我们的研究结果做出了可测试的预测，启发了未来的研究，并揭示了人类在社会领域的合作及其相互干扰。
2017-10-10 physics.soc-ph
Facilitating Cooperation in Human-Agent Hybrid Populations through Autonomous Agents
该研究在演化博弈论框架下探究合作型与背叛型自主智能体（AAs）对人-智能体混合群体合作的影响，发现不同博弈场景下AAs作用存在差异，合理设计应用可最大化其促合作效果。
2023-07-03 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
Scale-free networks may not necessarily witness cooperation
具有无标度度分布的网络被广泛认为可以促进各种游戏中的合作。在这里，通过研究著名的囚徒困境游戏，我们证明，这不一定是真的。对于相同的度序列和度分布，我们提出了各种可能的行为。我们重新评估网络中的枢纽对维持合作的重要性。我们还重新评估了合作对网络聚类和重复性的依赖。
2021-06-19 cond-mat.stat-mech cs.SI physics.soc-ph
The evolution of cooperation through institutional incentives and optional participation
奖励和惩罚是可用于促进社会机构合作的常见实用工具。在联合企业中，奖惩激励下的合作演化已经被正式化和研究，主要是通过使用强制公共利益博弈。最近，Sasaki等人（2012，Proc Natl Acad Sci USA 109：1165-1169）考虑了可选参与以及制度激励，并描述了这些机制之间的相互作用如何影响公共利益游戏中合作的演变。在这里，我们提出了一个完整的分类这些进化动力学。具体而言，当惩罚足够大，导致合作和背叛的双稳定性的情况下，参与公共利益的游戏是强制性的，这些惩罚将最终导致合作，如果参与公共利益的游戏是可选的。在这个可选的情况下，基于电子邮件的合作的全球稳定性与在强制性情况下观察到的双稳定性形成鲜明对比。我们还认为，可选的参与是不是那么有效地提高合作下的奖励。
2013-02-27 math.DS nlin.AO physics.soc-ph
Grouping promotes both partnership and rivalry with long memory in direct reciprocity
本研究通过演化模拟对比不同记忆长度的策略在两类种群中的演化动态，发现群体结构与长记忆的相互作用可使友好竞争型策略占据主导，大幅提升合作水平。
2023-01-16 physics.soc-ph q-bio.PE
Explaining human cooperation through a dual mechanism of individual and social learning
本文将人类探索形式化为含尝试与反思的个体学习过程，整合社会学习研究二者相互依赖对合作的影响，发现其耦合动态解释了矛盾合作现象，且个体学习在特定条件下比社会学习更能促进合作。
2025-08-22 physics.soc-ph
Exploring optimal institutional incentives for public cooperation
亲社会激励可以促进合作，但提供激励是昂贵的。人类社会中的机构可能更喜欢使用能够以合理成本促进合作的激励策略。然而，到目前为止，很少有研究探讨了最佳的制度激励，使相关成本最小化，有利于公共合作。在这项工作中，结合最优控制理论，因此，我们制定了两个最优控制问题，以探索最优的激励策略，分别为制度奖励和惩罚。利用完全混合种群的Hamilton-Jacobi-Bellman方程方法，从理论上分别得到了累积费用最小的最优正激励策略和负激励策略.此外，我们提供了数值例子来验证所获得的最佳激励，使动力系统达到预期的目的地在最低的累积成本相比，与其他给定的激励策略。此外，我们发现，最优惩罚策略是一个更便宜的方式获得预期的合作水平时，它比最优奖励策略。
2019-07-25 cs.GT math.OC physics.soc-ph
Cooperation in a generalized age-structured spatial game
对于\text{evolutionary game theory}来说，在一群自私的个体中，合作行为的出现和流行仍然是一个谜，正是因为它与自然选择的中心思想直接冲突。因此，近年来，人们加紧寻求理解如何促进合作，即使这种合作与个人利益相冲突。我们研究了年龄结构演化空间博弈中合作的出现。在游戏中，玩家随着时间的推移而变老，每一轮\text{depends on}之后他们得到的回报也会随着年龄的增长而变化。\text{We find that t}博弈的结果受到根据每个参与者的年龄来修改收益的分布类型的强烈影响。结果表明，在一定的条件下，合作者不仅可以生存，而且可以控制种群。
2019-08-28 physics.soc-ph
Leaving bads provides better outcome than approaching goods in a social dilemma
个人移徙被视为流动人口合作演变的一个重要因素。然而，移民的动机可能在很大程度上是不同的：一个人对剥削者或叛逃者的附近感到非常沮丧，而另一个人则热情地寻找合作伙伴。尽管这两种极端的态度在人类行为中都被观察到，但它们对幸福的具体影响仍未被探索。在这项工作中，我们提出了一个方向驱动的迁移方法，结合上述迁移偏好的移动个人，并研究他们的作用，在合作层面上的二维公共产品游戏。我们发现，当个体更倾向于逃离有缺陷的邻居时，合作可以得到极大的促进。相反，当个体更有动力接近他们合作的邻居时，合作就不能有效地维持。此外，与随机移徙相比，叛逃者离开后的移徙更能有效促进合作。通过理论分析和数值计算，我们进一步发现，当个体只选择远离其缺陷邻居时，合作者与背叛者之间的平均距离会增大，从而有效地阻止了背叛的自然入侵。因此，我们的工作，提供了进一步的洞察力不同的迁移偏好如何影响空间社会游戏的统一框架中的合作的演变。
2020-02-26 cs.GT nlin.AO physics.soc-ph
Conjoining uncooperative societies facilitates evolution of cooperation
社会结构影响合作的产生和维持。在这里，我们研究的合作在支离破碎的社会的进化动力，并表明，联合隔离的合作抑制组，如果做得好，拯救集体合作的命运。我们强调群体间联系的重要作用，它将社会网络的补丁缝合在一起，促进合作。我们指出这种现象在实际设置的几个例子。我们探索随机和非随机图，以及经验网络。在许多情况下，我们发现维持合作所需的关键效益-成本比显著下降。我们的发现给人们带来了希望，即如果管理得当，全球互联互通的不断增加可以促进全球合作。
2018-06-14 cs.SI physics.soc-ph
The Devil's Dung? Money as a mechanism of generalized reciprocity in human societies
本文基于合作演化规则，通过演化锦标赛证明货币交换作为一种演化稳定策略，能在无需直接互惠或声誉机制下促进人类群体间的广义互惠，但过度流动性会削弱其信号价值，因此调节货币供应量的机构对维持合作至关重要。
2025-06-25 cs.GT nlin.AO physics.soc-ph
