[論文レビュー] Fractal multi-level organisation of human groups in a virtual world

Benedikt Fuchs, Didier Sornette+1 more|arXiv (Cornell University)|Mar 13, 2014

Complex Network Analysis Techniques被引用数 1

ひとこと要約

本研究では、約40万人のプレイヤーが参加するオンラインゲームPardusの膨大なデータを用いて、人間の社会組織にフラクタル的で多次元の階層構造が存在することを明らかにした。プレイヤーは7段階のネストされたグループを形成しており、グループサイズは隣接するレベル間で約4.4倍にスケーリングされている。これは人間社会における社会的構造化の背後にある深い心理的基盤を示唆している。

ABSTRACT

Humans are fundamentally social. They have progressively dominated their environment by the strength and creativity provided by and within their grouping. It is well recognised that human groups are highly structured, and the anthropological literature has loosely classified them according to their size and function, such as support cliques, sympathy groups, bands, cognitive groups, tribes, linguistic groups and so on. Recently, combining data on human grouping patterns in a comprehensive and systematic study, Zhou et al. identified a quantitative discrete hierarchy of group sizes with a preferred scaling ratio close to $3$, which was later confirmed for hunter-gatherer groups and for other mammalian societies. Using high precision large scale Internet-based social network data, we extend these early findings on a very large data set. We analyse the organisational structure of a complete, multi-relational, large social multiplex network of a human society consisting of about 400,000 odd players of a massive multiplayer online game for which we know all about the group memberships of every player. Remarkably, the online players exhibit the same type of structured hierarchical layers as the societies studied by anthropologists, where each of these layers is three to four times the size of the lower layer. Our findings suggest that the hierarchical organisation of human society is deeply nested in human psychology.

研究の動機と目的

• バーチャル環境における大規模な人間の社会組織が、現実世界の社会と同様に離散的で階層的な構造を示すかどうかを調査すること。
• 以前に狩猟採集民や哺乳類において観察されたフラクタル的かつスケール不変な人間のグループ組織が、大規模なオンラインマルチプレイヤーゲームにおいても出現するかどうかを検証すること。
• ホートン＝ストラハラーの分岐複雑性とグループサイズ分布の直接的分析を用いて、階層的組織を定量化すること。
• 観察された構造が、外部的要因や環境的制約ではなく、人間の心理に根ざした普遍的原則を反映しているかどうかを特定すること。

提案手法

• Pardusと呼ばれる約40万人のプレイヤーが参加する大規模なマルチプレイヤーオンラインゲームから、完全なプレイヤーの会員資格および相互作用ログを用いて、マルチリレーショナルな社会的ネットワークを構築した。
• 社会的つながりに基づき、エゴ（h=1）から全社会（h=7）までの7段階の階層レベル（ホートン順序）を定義した。具体的には、エゴ、友人、相互友人、連盟メンバー、通信クラスタ、派閥、および全社会の順に定義した。
• 分岐複雑性を測定し、階層レベル間のスケーリング比を推定するために、ホートン＝ストラハラー指標を適用した。
• グループサイズの確率密度をモデル化するためにガウスカーネル密度推定法を用い、その後、一般化された（H, q）微分解析を実施して、離散的スケール不変性を示す対数周期的パターンを検出した。
• 一般化された導関数における周期性を検出するために、Lomb周期ogramを用い、予想される周波数 ω₀ = 2π/ln(3) ≈ 5.72 の対数周期的揺らぎをテストした。
• 通信クラスタ（h=5）が派閥（h=6）に含まれており、連盟メンバー（h=4）を含むことから、階層レイヤーが実証的に検証された。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 大規模なバーチャル社会は、現実世界の人間社会および哺乳類社会と同様に、離散的で多次元の階層的組織構造を示すか？
• RQ2 完全なデータが得られるバーチャル社会ネットワークにおいて、連続する階層レベル間のスケーリング比は何か？
• RQ3 観察された階層的構造は、グループサイズ分布における対数周期的パターンによって示される離散的スケール不変性と整合的か？
• RQ4 ホートン＝ストラハラー複雑性とグループサイズ分布の直接的分析の両方によって、階層的組織が独立して確認できるか？
• RQ5 この構造は、外部的構造的制約ではなく、内発的な心理的メカニズムに起因する程度はどの程度か？

主な発見

• 連続する階層レベル間で平均グループサイズが約4.4倍に増加しており、⟨Gh⟩ ∼ p^h かつ p = 4.4 である。
• グループサイズの分布は対数周期的揺らぎを示し、Lomb周期ogramにおける主要ピークは ω₀ = 2π/ln(3) ≈ 5.72 に位置し、離散的スケール不変性と整合的である。
• グループサイズ密度の一般化された（H, q）微分は明確な対数周期的構造を示しており、離散的階層の存在を支持する。
• 階層レイヤーは実証的に検証された：通信クラスタ（h=5）は派閥（h=6）にネストされ、連盟メンバー（h=4）を含む。これにより構造的階層が確認された。
• 最大の連盟（136名）はダンバーの法則（150）に近く、グループ結束の心理的限界を示唆している。
• 全社会ネットワークは、個人から全社会までの7つの明確な階層レベルを有しており、すべてのレベルで一貫したスケーリングが確認された。