Evolutionary games on graphs  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
73449
Type K
Principal investigator Szabó, György
Title in Hungarian Evolúciós játékok gráfokon
Title in English Evolutionary games on graphs
Keywords in Hungarian evolúciós játékelmélet, statisztikus fizika
Keywords in English evolutionary game theory, statistical physics
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)80 %
Ortelius classification: Statistical physics
Analysis, modelling and simulation of biological systems (Council of Medical and Biological Sciences)10 %
Ortelius classification: Population biology
Behavioural neuroscience (e.g. sleep, consciousness, handedness) (Council of Medical and Biological Sciences)10 %
Panel Physics
Department or equivalent Institute of Technical Physics and Materials Science (Research Center of Natural Sciences)
Participants Szolnoki, Attila
Vukov, Jeromos
Starting date 2008-04-01
Closing date 2012-04-30
Funding (in million HUF) 2.341
FTE (full time equivalent) 4.69
state closed project
Summary in Hungarian
A kutatási program keretében a statisztikus fizika fogalmainak és módszereinek alkalmazásával olyan sokszereplős evolúciós játékokat tanulmányozunk, ahol a játékosok egy rács vagy gráf pontjain helyezkednek el. A játékosok értelmezésétől függően a vizsgált modellek egy általános matematikai keretet biztosítanak a biológiai (ökológiai), közgazdaságtani és társadalmi jelenségek vizsgálatához. Legfontosabb célunk azon általános tulajdonságok felderítése amelyek a társadalmi diemmáknál, a ciklikus dominanciáknál és a társulások szerveződése során jellemzik a rendszerek viselkedését. Tanulmányozni szeretnénk, hogy milyen folyamatok jelennek meg és ezek hogyan viszonyulnak egymáshoz, amikor a rendszert a valósághűbb leírás érdekében bonyolítjuk. A modellvizsgálatokkal párhuzamosan továbbfejlesztjük és általánosítjuk a nemegyensúlyi statisztikus fizika módszereit.
Summary
Evolutionary games with players located on the sites of a lattice or graph will be investigated using the concepts and tools of statistical physics. Depending on the interpretation of players these models provide a general mathematical background for the considerations of biological (ecological), economical and social problems. Our main purpose is to study the general features appearing for the social dilemmas, cyclic dominances, and competing associations. We wish to clarify some effects of increasing complexity when making the systems more practical, complex and real. This research requires the continuous development and extension of methods originated from non-equilibrium statistical physics.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Kutatási programunkban az evolúciós játékok különböző változatait vizsgáltuk hálózatokon. Az evolúciós Fogolydilemma játékok elemzését kiterjesztettük más társadalmi dilemmák tanulmányozására, hogy pontosabb képet kapjunk a közösség javát szolgáló magatartás fenntartásának körülményeiről. Vizsgáltuk, hogy mi történik akkor, ha bővítjük a stratégiateret különböző jellegű büntetések lehetőségével. A koevolúciós játékok szellemében tanulmányoztuk azokat az eseteket, amikor játékosaink nemcsak a stratégiájukat, hanem kapcsolataikat illetve az egyéni evolúciós szabályt is változtathatták. Bevezettünk olyan modelleket, amelyek a személyes tulajdonságok (pl. tekintély, kor, testvériesség) következményeinek tanulmányozását is lehetővé tették. Ezek a vizsgálatok mind azt példázták, hogy az említett jelenségek figyelembe vétele segíti a társadalom számára előnyös magatartás fennmaradását. Az elmúlt két évben érdeklődésünk a többszereplős közlegelő játékra épülő kölcsönhatások felé fordult. Ezek a rendszerek közelebb vannak a valósághoz, az eredmények kevésbé érzékenyek a kapcsolatrendszer topológiai tulajdonságaira és a hatótávolság növelése miatt érdekes határfelületi jelenségek szerepére hívták fel a figyelmünket. A stratégiák számának növelése olyan komplex mintázatok megjelenésével járt együtt, amelyek leírásánál már a stratégia-társulások közötti versenyzést is figyelembe kellett venni. Röviden, írtunk 34 cikket, amelyekre eddig kb. 750 hivatkozást kaptunk.
Results in English
We have studied different versions of evolutionary games on networks. In order to have more accurate pictures about the conditions supporting the cooperative behaviors the investigation of the Prisoner's Dilemma is extended to other social dilemmas. In addition we have studied what happens when increasing the number of strategies, for example, by allowing the chance of different punishments. Within the framework of the coevolutionary games we have investigated models where the players are allowed to modify their connections and their individual evolutionary rules. We have extended these models to study the consequences of some personal features, including reputation, age, and fraternity. All the mentioned models have exemplified ways how the cooperative behavior can be maintained in societies. In the last two years we begun to study systematically the spatial versions of public goods games because this types of multi-player games are more realistic, these models are less sensitive to the connectivity structure, and yield the appearance of interesting interfacial phenomena due to the enhanced range of interactions. The increase in the number of strategies results in complex patterns that can be interpreted as a competition between strategy associations. In short, the above results are published in 34 articles cited about 750 times up to now.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=73449
Decision
Yes





 

List of publications

  
A. Szolnoki and M. Perc: Coevolution of teaching activity promotes cooperation, New Journal of Physics 10, 043036, 2008
G. Szabó, A. Szolnoki, and I. Borsos: Self-organizing patterns maintained by competing associations in a six-species predator-prey model, Phyisical Review E 77, 041919, 2008
M. Perc, A. Szolnoki, and G. Szabó: Restricted connections among distinguished players support cooperation, Phyisical Review E 78, 066101, 2008
A. Szolnoki, M. Perc, and Z. Danku: Making new connections towards cooperation in the prisoner's dilemma game, EPL 84, 50007, 2008
G. Szabó and A. Szolnoki: Cooperation in spatial prisoner's dilemma with two types of players for increasing number of neighbors, Phyisical Review E 79, 016106, 2009
A. Szolnoki, and M. Perc: Promoting cooperation in social dilemmas via simple coevolutionary rules, Eur. Phys. J. B 67, 337, 2009
M. Droz, J. Szwabinski, and G. Szabó: Motion of influential players can support cooperation in Prisoner's Dilemma, Eur. Phys. J. B 71, 579, 2009
A. Szolnoki and M. Perc: Resolving social dilemmas on evolving random networks, EPL 86, 30007, 2009
A. Szolnoki, M. Perc, G. Szabó, and H-U. Stark: Impact of aging on the evolution öof cooperation in the spatial prisoner's dilemma games, Phys. Rev. E 80, 021901, 2009
A. Szolnoki, M. Perc, and G. Szabó: Topology independent impact of noise on cooperation in spatial public goods game, Phys. Rev. E 80, 056109, 2009
A. Szolnoki, M. Perc, and G. Szabó: Phase diagrams for three-strategy evolutionary prisoner's dilemma games on regular graphs, Phys. Rev. E 80, 056104, 2009
A. Szolnoki, J. Vukov, and G. Szabó: Selection of noise level in strategy adaption for spatial social dilemmas, Phys. Rev. E 80, 056112, 2009
A. Szolnoki and Perc: Emergence of multilevel selection in the prisoner's dilemma game on coevolving random networks, New J. Phys. 11, 093033, 2009
G. Szabó, A. Szolnoki, and J. Vukov: Selection of dynamical rules in the spatial prisoner's dilemma games, EPL 87, 18007, 2009
M. Perc and A. Szolnoki: Coevolutionary games - a mini review, BioSystems 99, 109, 2010
D. Helbing, A. Szolnoki, M. Perc, and G. Szabó: Evolutionary establishment of mora and double moral standards through spatial interactions, PLoS Comp. Biol. 6, e1000758, 2010
D. Helbing, A. Szolnoki, M. Perc, and G. Szabó: Defector-accelerated cooperativness and punishment in public goods games with mutations, Phys. Rev. 81, 057104, 2010
D. Helbing, A. Szolnoki, M. Perc, and G. Szabó: Punish, but not too hard: How costly punishment spreads in the spatial public goods games, New J. Phys. 12, 083005, 2010
A. Szolnoki and M. Perc: Impact of critical mass on the evolution of cooperation in spatial public goods games, Phys. Rev. E 81, 057101, 2010
G. Szabó, T. Tomé, and I. Borsos: Probability currents and entropy production in nonequilibrium lattice systems, Phys. Rev. E 82, 011105, 2010
G. Szabó, A. Szolnoki, M. Varga, and L. Hanusovszky: Ordering in spatial evolutionary games for pairwise collective strategy updates, Phys. Rev. E 82, 026110, 2010
A. Szolnoki, Z. Wang, J. Wang, and X. Zhu: Dynamically generated cyclic dominance in spatial prisoner's dilemma games, Phys. Rev. E 82, 036110, 2010
A. Szolnoki and M. Perc: Reward and cooperation in the spatial public goods games, EPL 92, 38003, 2010
A. Szolnoki, G. Szabó, and M. Perc: Phase diagrams for the spatial public goods game with pool-punishment, Phys. Rev. E 83, 036101, 2011
G. Szabó and A. Szolnoki: Selfishness, fraternity, and other-regarding preference in spatial evolutionary games, J. Theor. Biol. 299, 81, 2012
A. Szolnoki, N.-G. Xie, C. Wang, and M. Perc: Imitating emotions instead of strategies in spatial games elevates social welfare, EPL 96, 38002, 2011
A. Szolnoki, G. Szabó, and L. Czakó: Competition of individual and institutional punishments in spatial public goods games, Phys. Rev. E 84, 046106, 2012
A. Szolnoki and M. perc: Group-size effects on the evolution of cooperation in the spatial public goods game, Phys. Rev. E 84, 047102, 2011
Z. Wang, A. Szolnoki, and M. Perc: Evolution of public cooperation on interdependent networks: The impact of biased utility functions, EPL 97, 48001, 2012
A. Szolnoki and M. Perc: Conditional strategies and the evolution of cooperation in spatial public goods games, Phys. Rev. E 85, 026104, 2012
Z. Wang, A. Szolnoki, and M. Perc: Percolation threshold determines the optimal population density for public goods games, Phys. Rev. E 84, 037101, 2012
M. Perc and A. Szolnoki: Self-organization of punishment in structured populations, New J. Phys. 14, 043013, 2012
Szabó G.: Az együttműködés természete, Magyar Tudomány, megjelenés a júniusi számban, 2012
Z. Wang, A. Szolnoki, and M. Perc: If players are sparse social dilemmas are too: Importance of percolation for evolution of cooperation, Scientific Reports 2, 369, 2012




 

Events of the project

  
2009-01-05 12:04:50
Résztvevők változása



Back »