[论文解读] Decisions and Performance Under Bounded Rationality: A Computational Benchmarking Approach

Dainis Zēgners, Uwe Sunde+1 more|arXiv (Cornell University)|May 26, 2020

Auction Theory and Applications被引用 4

一句话总结

本文通过国际象棋引擎构建了一个认知能力受限的理性行为计算基准，用于评估职业棋手的决策行为。研究发现，尽管更快的决策与基准的偏离更大，但其表现反而更优，表明直觉与经验使专家在约束条件下能够实现更优越的实时判断。

ABSTRACT

This paper presents a novel approach to analyze human decision-making that involves comparing the behavior of professional chess players relative to a computational benchmark of cognitively bounded rationality. This benchmark is constructed using algorithms of modern chess engines and allows investigating behavior at the level of individual move-by-move observations, thus representing a natural benchmark for computationally bounded optimization. The analysis delivers novel insights by isolating deviations from this benchmark of bounded rationality as well as their causes and consequences for performance. The findings document the existence of several distinct dimensions of behavioral deviations, which are related to asymmetric positional evaluation in terms of losses and gains, time pressure, fatigue, and complexity. The results also document that deviations from the benchmark do not necessarily entail worse performance. Faster decisions are associated with more frequent deviations from the benchmark, yet they are also associated with better performance. The findings are consistent with an important influence of intuition and experience, thereby shedding new light on the recent debate about computational rationality in cognitive processes.

研究动机与目标

• 通过构建完美理性的一种计算受限替代方案，解决人类决策中有限理性缺乏共识基准的问题。
• 在真实世界、高复杂度环境——职业国际象棋中，使用算法基准隔离有限理性行为的偏差。
• 探究此类偏差的原因及其对表现的影响，尤其关注时间压力、疲劳和局势不对称性的影响。
• 通过评估有限理性基准偏差是否损害或提升决策质量，调和关于启发式与认知偏差的矛盾观点。
• 提供一种可推广至国际象棋之外的复杂决策情境中分析有限理性的方法论框架。

提出的方法

• 利用现代国际象棋引擎的走法选择算法构建认知能力受限理性的基准，以模拟人类的计算限制。
• 在相同的时间和局面约束下，将职业棋手的走法与引擎的最优走法进行对比。
• 利用逐手数据隔离对基准的偏离，并通过控制时间压力、局面质量、疲劳和对局阶段的回归模型分析其驱动因素。
• 将决策时间建模为关键变量，以评估深思熟虑程度与表现结果之间的权衡。
• 将心理与情境因素（如处于优势或劣势局面、剩余时间）作为偏差可能性的预测变量。
• 通过统计显著性检验（p < 0.05，p < 0.01）将偏差模式与对局结果及走法质量关联，评估其表现后果。

实验结果

研究问题

• RQ1 在职业国际象棋棋手中，与计算受限理性基准相比，行为偏差的表现形式是什么？其驱动因素有哪些？
• RQ2 时间压力、疲劳以及局势优势或劣势如何影响偏离有限理性基准的可能性？
• RQ3 偏离有限理性基准是否导致国际象棋表现变差或变好？
• RQ4 即使偏离基准程度更高，是否存在更快决策带来的表现优势？
• RQ5 直觉与经验在专家表现中，对有限理性与决策质量之间关系的中介作用有多大？

主要发现

• 更快的决策与更频繁地偏离有限理性基准相关，但同时也与更好的表现结果相关。
• 偏离基准的行为系统性地受时间压力、疲劳、局势失衡（优势或劣势）以及对局复杂度的影响。
• 更长的思考时间可抵消处于劣势局面或时间压力的影响，降低偏离的可能性。
• 延长决策时间会加剧时间压力的负面影响，同时增强处于劣势局面的正面影响。
• 长时间思考会增加因疲劳导致的错误风险，从而恶化偏差的表现后果。
• 结果表明，专家的直觉与经验使他们能够实现更优越的实时评估，即使决策偏离基准更远，仍能超越引擎基准的表现。