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

The Conservatism Principle and Asymmetric Preferences Over Reporting Errors

At present, accounting conservatism is generally viewed from a measurement or reporting perspective. In contrast, we consider whether it relates to a moral rule of conduct. Conservatism has been described as deriving from a preference for reporting errors to be in the direction of understatement rather than overstatement. We experimentally pair Reporters who provide information with Users who rely on the information. We posit that under misaligned incentives that motivate aggressive reporting, Users view an aggressive report as reflecting Reporters’ exploitative intent and expect that a social norm prohibiting aggressive reporting applies. We predict that Users use noisy reporting errors to gauge Reporters’ norm compliance. Consistent with this we find that, ceteris paribus, Users prefer not to be paired with Reporters who produce overstatement errors that are likely to reflect aggressive reporting. This preference, revealed through Users’ incentivized actions, is both inconsistent with neoclassical economic models and cannot be explained by loss aversion. Alternatively, when Reporters’ motives are aligned with Users’, we find no such preference. While our evidence is indirect, it opens the possibility that conservatism emerged from a norm that enhances trust and cooperation among economic agents. We believe this insight can open new possibilities for conservatism research

Interaction-Aware Motion Planning for Automated Vehicles

Die Bewegungsplanung für automatisierte Fahrzeuge (AVs) in gemischtem Verkehr ist eine herausfordernde Aufgabe. Hierbei bezeichnet gemischter Verkehr, Verkehr bestehend aus von Menschen gefahrenen Fahrzeugen sowie automatisierten Fahrzeugen. Um die Komplexität der Aufgabe zu reduzieren, verwenden state-of-the-art Planungsansätze oft die vereinfachende Annahme, dass das zukünftige Verhalten umliegender Fahrzeuge unabhängig vom Plan des AVs vorhergesagt werden kann. Während die Trennung von Prädiktion und Planung für viele Verkehrssituationen eine hilfreiche Vereinfachung darstellt, werden hierbei Interaktionen zwischen den Verkehrsteilnehmern ignoriert, was besonders in interaktiven Verkehrssituationen zu suboptimalem, übermäßig konservativem Fahrverhalten führen kann. In dieser Arbeit werden zwei interaktionsbewusste Bewegungsplanungsalgorithmen vorgeschlagen, die in der Lage sind übermäßig konservatives Fahrverhalten zu reduzieren. Der Kernaspekt dieser Algorithmen ist, dass Prädiktion und Planung gleichzeitig gelöst werden. Mit diesen Algorithmen können anspruchsvolle Fahrmanöver, wie z. B. das Reißverschlussverfahren in dichtem Verkehr, durchgeführt werden, die mit state-of-the-art Planungsansätzen nicht möglich sind. Der erste Algorithmus basiert auf Methoden der Multi-Agenten-Planung. Interaktionen zwischen Verkehrsteilnehmern werden durch Optimierung gekoppelter Trajektorien mittels einer gemeinsamen Kostenfunktion approximiert. Das Kernstück des Algorithmus ist eine neuartige Multi-Agenten-Trajektorienplanungsformulierung, die auf gemischt-ganzzahliger quadratischer Programmierung (MIQP) basiert. Die Formulierung garantiert global optimale Lösungen und ist somit in der Lage das kombinatorische Problem zu lösen, welches kontinuierliche Methoden auf lokal optimale Lösungen beschränkt. Desweiteren kann durch den vorgestellten Ansatz ein manöverneutrales Verhalten erzeugt werden, das Manöverentscheidungen in ungewissen Situationen aufschieben kann. Der zweite Ansatz formuliert Interaktionen zwischen einem menschlichen Fahrer und einem AV als ein Stackelberg-Spiel. Im Gegensatz zu bestehenden Arbeiten kann der Algorithmus allgemeine nichtlineare Zustands- und Eingabebeschränkungen berücksichtigen. Desweiteren führen wir Mechanismen zur Integration von Kooperation und Rücksichtnahme in die Planung ein. Damit wird übermäßig aggressives Fahrverhalten verhindert, was in der Literatur als ein Problem interaktionsbewusster Planungsmethoden identifiziert wurde. Die Wirksamkeit, Robustheit und Echtzeitfähigkeit des Algorithmus wird durch numerische Experimente gezeigt

Tax riots

This paper considers an optimal taxation environment where household income is private information, and the government randomly audits and punishes households found to be underreporting. We prove that the optimal mechanism derived using standard mechanism design techniques has a bad equilibrium (a tax riot) where households underreport their incomes, precisely because other households are expected to do so as well. We then consider three alternative approaches to designing a tax scheme when one is worried about bad equilibria.Taxation ; Households

Fiscal policy in open, interdependent economies

The paper studies the effects of alternative financing policies in the open economy.There is a non-trivial role for financial policy because of the failure of first-order debt neutrality due to uncertain private lifetimes. Both the single-country case and the interdependent two-country case are considered. Capital formation is endogenous and there are unified global financial and goods markets determining the interest rate, each country's"Tobin's q" and the terms of trade. The government's present value budget constraint or solvency constraint and the assumption that the interestrate exceeds the growth rate imply that, given spending, current tax cutsimply future tax increases. Such policies boost the outstanding stock of public debt, raise the world interest rate, crowd out capital formation at home and abroad, and lead to a loss of foreign assets. Provided a"supply-side-response-corrected" transfer criterion is satisfied, the terms of trade will improve in the short run and worsen in the long run.