Understanding how individual agents make strategic decisions within collectives is important for advancing fields as diverse as economics, neuroscience, and multi-agent systems. Two complementary approaches can be integrated to this end. The Active Inference framework (AIF) describes how agents employ a generative model to adapt their beliefs about and behaviour within their environment. Game theory formalises strategic interactions between agents with potentially competing objectives. To bridge the gap between the two, we propose a factorisation of the generative model whereby each agent maintains explicit, individual-level beliefs about the internal states of other agents, and uses them for strategic planning in a joint context. We apply our model to iterated general-sum games with 2 and 3 players, and study the ensemble effects of game transitions, where the agents' preferences (game payoffs) change over time. This non-stationarity, beyond that caused by reciprocal adaptation, reflects a more naturalistic environment in which agents need to adapt to changing social contexts. Finally, we present a dynamical analysis of key AIF quantities: the variational free energy (VFE) and the expected free energy (EFE) from numerical simulation data. The ensemble-level EFE allows us to characterise the basins of attraction of games with multiple Nash Equilibria under different conditions, and we find that it is not necessarily minimised at the aggregate level. By integrating AIF and game theory, we can gain deeper insights into how intelligent collectives emerge, learn, and optimise their actions in dynamic environments, both cooperative and non-cooperative.


翻译:理解个体智能体如何在集体中做出策略性决策,对于推动经济学、神经科学和多智能体系统等多个领域的发展至关重要。为此,可以整合两种互补的方法。主动推理框架描述了智能体如何利用生成模型来调整其对环境的信念及行为。博弈论则形式化了具有潜在竞争目标的智能体之间的策略性交互。为弥合两者之间的差距,我们提出一种生成模型的因子分解方法,其中每个智能体对其他智能体的内部状态保持显式的个体层面信念,并在联合环境中利用这些信念进行策略规划。我们将模型应用于具有2名和3名参与者的迭代一般和博弈,并研究博弈转换的总体效应——即智能体的偏好(博弈收益)随时间变化的情况。这种超越相互适应引起的非平稳性,反映了一个更为自然的环境,其中智能体需要适应不断变化的社会情境。最后,我们对主动推理的关键量——变分自由能和预期自由能——进行了基于数值模拟数据的动力学分析。总体层面的预期自由能使我们能够刻画具有多个纳什均衡的博弈在不同条件下的吸引域特征,并发现其在聚合层面未必最小化。通过整合主动推理与博弈论,我们能够更深入地理解智能集体如何在动态环境(包括合作与非合作情境)中涌现、学习并优化其行为。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
10+阅读 · 2022年3月14日
Arxiv
45+阅读 · 2019年12月20日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Hierarchical Imitation - Reinforcement Learning
CreateAMind
19+阅读 · 2018年5月25日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
18+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员