[논문 리뷰] Do players reason by forward induction in dynamic perfect information games?

Sujata Ghosh, Aviad Heifetz외 1명|University of Groningen research database (University of Groningen / Centre for Information Technology)|2016. 06. 24.

Decision-Making and Behavioral Economics참고 문헌 23인용 수 9

한 줄 요약

이 실험적 연구는 동적 완전정보 게임에서 플레이어가 전방 유추(FI) 추론을 사용하는지 여부를 조사하기 위해 50명의 참가자가 뒤로 추론에서 조기에 이탈하는 컴퓨터 상대와 대결하게 하였다. 결과는 참가자들이 광역형 합리가능성(EFR)과 일치하는 행동을 자주 선택한 것으로 나타나 FI 사용 가능성을 시사하지만, 특히 컴퓨터의 향후 선택에 대한 위험 회피 성향과 같은 다른 설명은 배제할 수 없으며, 따라서 FI 추론에 대한 결론적인 증거는 부족하다.

ABSTRACT

We conducted an experiment where participants played a perfect-information game against a computer, which was programmed to deviate often from its backward induction strategy right at the beginning of the game. Participants knew that in each game, the computer was nevertheless optimizing against some belief about the participant's future strategy. It turned out that in the aggregate, participants were likely to respond in a way which is optimal with respect to their best-rationalization extensive form rationalizability conjecture - namely the conjecture that the computer is after a larger prize than the one it has foregone, even when this necessarily meant that the computer has attributed future irrationality to the participant when the computer made the first move in the game. Thus, it appeared that participants applied forward induction. However, there exist alternative explanations for the choices of most participants; for example, choices could be based on the extent of risk aversion that participants attributed to the computer in the remainder of the game, rather than to the sunk outside option that the computer has already foregone at the beginning of the game. For this reason, the results of the experiment do not yet provide conclusive evidence for Forward Induction reasoning on the part of the participants.

연구 동기 및 목표

• 완전정보 게임에서 상대방이 뒤로 추론에서 조기에 이탈할 경우 플레이어가 전방 유추 추론을 적용하는지 테스트하는 것.
• 실제 인간 파artner 대신 컴퓨터 상대를 사용하여 반복 게임 협력 효과와 전방 유추 행동을 분리하는 것.
• 참가자들의 선택이 전방 유추를 기반으로 한 광역형 합리가능(EFR) 전략과 일치하는지 조사하는 것.
• 위험 회피와 같은 다른 인지적 요인들—특히 상대의 향후 결정에 대한 위험 회피—으로부터 전방 유추 추론을 분리하는 것.

제안 방법

• 참가자들은 뒤로 추론에서 조기에 이탈하지만 참가자의 향후 전략에 대한 믿음을 기반으로 최적화하는 방식으로 프로그래밍된 컴퓨터 상대와 50라운드를 대결하였다.
• 전략적 반복을 줄이고 민담 이론 스타일 협력을 방지하기 위해 상호작용식 '공주기' 형식으로 게임을 제시하였다.
• 게임 변형(예: 게임 1, 게임 2, 게임 3)을 번갈아 사용하여 참가자가 라운드 간 학습이나 패턴 인식을 하지 못하도록 하였다.
• 컴퓨터의 전략은 각 게임에서 고정되어 있었으며, 라운드 간에 적응되지 않아 일관된 상대 행동을 확보하였다.
• 참가자들의 선택은 EFR 예측과 일치하는지 분석되었고, 수익 구조가 다른 게임 간 비교가 이루어졌다.
• 이론적 사고 및 고려 시간과 같은 인지 과정을 탐색하기 위해 구두 설명과 반응 시간을 수집하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 완전정보 게임에서 상대가 뒤로 추론에서 조기에 이탈할 경우, 참가자들이 전방 유추 추론을 사용하는가?
• RQ2 참가자들의 선택은 전방 유추의 형식화된 개념인 광역형 합리가능(EFR) 전략과 어느 정도 일치하는가?
• RQ3 컴퓨터의 향후 결정에 대한 위험 회피가 전방 유추 추론보다 참가자 행동을 더 잘 설명할 수 있는가?
• RQ4 직관적 사고나 고차원 이론적 사고와 같은 다른 인지 메커니즘이 관찰된 행동을 더 잘 설명하는가?
• RQ5 반응 패턴과 구두 보고는 참가자를 서로 다른 추론 유형으로 분류하는 데 도움이 되는가?

주요 결과

• 총합적으로 볼 때 참가자들은 광역형 합리가능(EFR) 전략과 일치하는 행동을 더 자주 선택하여 전방 유추 사용 가능성을 시사한다.
• 50명의 참가자 중 42명(84%)이 게임 1에서 게임 2보다 EFR가 요구하는 행동을 더 자주 선택하여 EFR 일관성에 대한 지지를 받는다.
• 그러나 이 패턴은 게임 1에서 컴퓨터가 더 높은 수익을 위해 위험을 감수할 수 있다는 점을 고려할 때, 참가자들이 컴퓨터에 대해 더 큰 위험 회피 성향을 부여했을 가능성도 있다.
• 참가자들은 종종 컴퓨터의 조기 이탈을 더 큰 보상 획득을 위한 신호로 해석했으며, 이는 참가자 자신에게 향후 비합리성까지 부여하는 것을 수반했다.
• 참가자들의 구두 응답은 위험 회피와 후속 단계에서의 컴퓨터의 동기 부여를 인식한 것이 선택의 일반적인 정당화 요소로 나타났다.
• 위험 회피, 특히 향후 컴퓨터의 결정에 대한 위험 회피가 여전히 설득력 있는 대안이므로 전방 유추에 대한 결론적인 증거는 제공하지 않는다.