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复制动力学下剥削行为促进网络合作行为的不同路径

已有 3774 次阅读 2017-5-14 19:40 |个人分类:生活点滴|系统分类:论文交流

剥削策略(Extortion strategy)作为零行列式策略(Zero-determinant strategy)的一个重要子集,可以单方面保证剥削者的收益不低于对手,近年被学者广泛关注[1]。前期研究发现在复制动力学下,剥削策略在均匀混合种群中是演化不稳定策略——大规模均匀混合种种群中很难存在[2],但可以扮演催化剂的作用,促进合作的涌现[3]。然而,复制动力学下剥削策略在复杂网络中的演化机理还鲜有研究。我的博士生许雄锐经过两年多的探索研究,基于囚徒困境演化博弈中经典的复制动力学更新机制,深入分析了合作策略、背叛策略与剥削策略在方格网络与Barabasi-Albert(BA)无标度网络上的演化情况[4]。研究发现,在方格网络上,如果剥削策略的剥削因子比较小,合作行为会在网络中快速消亡。然而,当适度提升剥削因子之后,可以有效地促进合作行为在网络中的涌现。通过进一步的斑图分析发现,剥削者像盾牌一样将合作者与背叛者隔离开来,避免了合作者被背叛者击溃。同时剥削者与合作者形成互助的联盟,不断向背叛者发起发起反击,最终在整个方格网络中消灭背叛者。另一方面,在BA无标度网络上引入剥削策略,可以帮助合作策略在更恶劣的环境下战胜背叛策略,进而占据整个网络。值得注意的是,在无标度网络上,因为剥削策略的存在,合作者涌现了一种从小度向大度大度扩散的自底向上演化机制,使得初始时小度节点上的合作行为也可以最终扩散并占据整个网络。因此,剥削行为对不同网络结构的合作演化路径是迥异的。该工作是与兰州大学吴枝喜教授、电子科大周涛教授和香港理工大学谢智刚教授合作下完成的。后续复制动力学下零行列式策略演化机理正在深入研究中。


[1] W. H. Press and F. J. Dyson, “Iterated Prisoner’s Dilemma contains strategies that dominate any evolutionary opponent”, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., vol. 109, pp. 10409, 2012.
[2] C. Adami and A. Hintze, “Evolutionary instability of zero-determinant strategies demonstrates that winning is not everything”, Nat. Commun., vol. 4, pp. 2193, 2013.
[3] C. Hilbe, M. a Nowak, and K. Sigmund, “Evolution of extortion in Iterated Prisoner’s Dilemma games”, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., vol. 110, pp. 6913, 2013.
[4] X. Xu, Z. Rong, Z.-X. Wu, T. Zhou, and C. K. Tse, “Extortion provides alternative routes to the evolution of cooperation in structured populations”, Phys. Rev. E, vol. 95, pp. 52302, 2017.




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