Games on graphs with a public signal monitoring

We study pure Nash equilibria in games on graphs with an imperfect monitoring based on a public signal. In such games, deviations and players responsible for those deviations can be hard to detect and track. We propose a generic epistemic game abstraction, which conveniently allows to represent the knowledge of the players about these deviations, and give a characterization of Nash equilibria in terms of winning strategies in the abstraction. We then use the abstraction to develop algorithms for some payoff functions.Comment: 28 page

Human Behavior Experimentation and Participation in Scientific Activities in the Wild

La cooperació és un dels trets del comportament que defineixen els éssers humans, però, encara estem tractant de comprendre per què els humans cooperem. Els experiments conductuals estan dissenyats per donar llum sobre els mecanismes de cooperació i altres trets del comportament. Aquesta dissertació es centra en avançar en el camp de l'experimentació conductual utilitzant les pràctiques de ciència ciutadana, i es divideix en dos blocs. En el primer, presentem dues plataformes, una que permet estudiar com promoure el pensament científic i la participació científica, i l'altra que permet estudiar els trets del comportament humà amb un conjunt de jocs de comportament. Les dues plataformes estàn dissenyades per ajudar a crear experiments en el camp i per fomentar la participació en el marc de la ciència ciutadana. En el segon bloc avaluem les plataformes a través d'un conjunt d'experiments, i analitzem l'existència de patrons de comportament. Primer, vam estudiar la solidesa de la plataforma observant si sorgeixen estratègies iguals en rèpliques del mateix experiment realitzat amb diferents mostres de població. En el segon experiment, analitzem els patrons de comportament que emergeixen quan els participants s'enfronten a un conjunt de dilemes socials. Els dos últims experiments són "collective-risk dilemmas" sobre el canvi climàtic. En un, estudiem com les desigualtats de recursos generen comportaments injustos. L'altre es porta a terme dins d'un ecosistema concret per estudiar les tensions que hi ha entre els diferents actors del col·lectiu. Tenint en compte els resultats dels experiments, podem entendre com ens comportem quan enfrontem dilemes socials i, en conseqüència, avaluar els trets de comportament i l'aparició de patrons de comportament. Els dissenys, els resultats i la metodologia d'anàlisi presentats en aquest treball ajudaran a establir les bases per a futurs experiments de comportament al camp.La cooperación es uno de los rasgos de comportamiento que definen a los seres humanos, sin embargo, todavía estamos tratando de comprender por qué los humanos cooperamos. Los experimentos conductuales están diseñados para arrojar luz sobre los mecanismos de cooperación y otros rasgos de comportamiento. Esta disertación se centra en avanzar en el campo de la experimentación conductual utilizando las prácticas de ciencia ciudadana, y se divide en dos bloques. En el primero, presentamos dos plataformas, una que permite estudiar cómo promover el pensamiento científico y la participación científica, y otra para estudiar los rasgos del comportamiento humano con un conjunto de juegos de comportamiento. Ambas plataformas están diseñadas para ayudar a crear experimentos en el campo y para fomentar la participación en el marco de la ciencia ciudadana. En el segundo bloque evaluamos las plataformas a través de un conjunto de experimentos, y analizamos la existencia de patrones de comportamiento. Primero, estudiamos la solidez de la plataforma al observar si surgen estrategias iguales en réplicas del mismo experimento realizado con diferentes muestras de población. En el segundo experimento, analizamos los patrones de comportamiento que emergen cuando los participantes enfrentan un conjunto de dilemas sociales. Los dos últimos experimentos son "collective-risk dilemmas" sobre el cambio climático. En uno, estudiamos cómo las desigualdades de recursos generan comportamientos injustos. El otro se lleva a cabo dentro de un ecosistema concreto para estudiar las tensiones que existen entre los diferentes actores del colectivo. Teniendo en cuenta los resultados de los experimentos, podemos entender cómo nos comportamos cuando enfrentamos dilemas sociales y, en consecuencia, evaluar los rasgos de comportamiento y la aparición de patrones de comportamiento. Los diseños, los resultados y la metodología de análisis presentados en este trabajo ayudarán a establecer las bases para futuros experimentos de comportamiento en el campo.Cooperation is one of the behavioral traits that define human beings, however we are still trying to understand why humans cooperate. Behavioral experiments are designed to shed light into the mechanisms behind cooperation -- and other behavioral traits. This dissertation is focused on advancing the field of behavioral experimentation using experiments based on citizen science, and it is divided in two blocks. In the first, we present two platforms, one to understand how it can serve as a catalyst to promote of scientific thinking and engage in science, and another to study traits of human behavior with a suite of behavioral games. Both platforms are designed to help creating experiments in the wild and to encourage the participation within the framework of citizen science. In the second block we evaluate the platforms through a set of experiments, and we analyze the existence of behavioral patterns. First, we study the robustness of the platform by looking whether equal strategies emerge in replicas of the same experiment performed with different population samples. In the second experiment we analyze the behavioral patterns that emerge when participants face a set of social dilemmas. The last two experiments are collective-risk dilemmas framed in climate change. In one, we study how the resource inequalities generate unfair behaviors. The other is carried out within a given ecosystem to study the tensions that exist between actors of the collective. Considering the experiments' results, we can comprehend how we behave when we face social dilemmas, and consequently evaluate behavioral traits and the emergence of behavioral patterns. The designs, the results and the methodology of analysis presented in this work will help set the basis for future behavioral experiments in the field

Unsupervised Domain Adaptation using Graph Transduction Games

Unsupervised domain adaptation (UDA) amounts to assigning class labels to the unlabeled instances of a dataset from a target domain, using labeled instances of a dataset from a related source domain. In this paper, we propose to cast this problem in a game-theoretic setting as a non-cooperative game and introduce a fully automatized iterative algorithm for UDA based on graph transduction games (GTG). The main advantages of this approach are its principled foundation, guaranteed termination of the iterative algorithms to a Nash equilibrium (which corresponds to a consistent labeling condition) and soft labels quantifying the uncertainty of the label assignment process. We also investigate the beneficial effect of using pseudo-labels from linear classifiers to initialize the iterative process. The performance of the resulting methods is assessed on publicly available object recognition benchmark datasets involving both shallow and deep features. Results of experiments demonstrate the suitability of the proposed game-theoretic approach for solving UDA tasks.Comment: Oral IJCNN 201

Evolutionary games on graphs

Game theory is one of the key paradigms behind many scientific disciplines from biology to behavioral sciences to economics. In its evolutionary form and especially when the interacting agents are linked in a specific social network the underlying solution concepts and methods are very similar to those applied in non-equilibrium statistical physics. This review gives a tutorial-type overview of the field for physicists. The first three sections introduce the necessary background in classical and evolutionary game theory from the basic definitions to the most important results. The fourth section surveys the topological complications implied by non-mean-field-type social network structures in general. The last three sections discuss in detail the dynamic behavior of three prominent classes of models: the Prisoner's Dilemma, the Rock-Scissors-Paper game, and Competing Associations. The major theme of the review is in what sense and how the graph structure of interactions can modify and enrich the picture of long term behavioral patterns emerging in evolutionary games.Comment: Review, final version, 133 pages, 65 figure