Published January 4, 2021 | Version v1
Publication Open

Dynamic aspiration based on Win-Stay-Lose-Learn rule in spatial prisoner's dilemma game

  • 1. Peng Cheng Laboratory
  • 2. Beijing Advanced Sciences and Innovation Center
  • 3. Beihang University
  • 4. Ministry of Education of the People's Republic of China

Description

Prisoner's dilemma game is the most commonly used model of spatial evolutionary game which is considered as a paradigm to portray competition among selfish individuals. In recent years, Win-Stay-Lose-Learn, a strategy updating rule base on aspiration, has been proved to be an effective model to promote cooperation in spatial prisoner's dilemma game, which leads aspiration to receive lots of attention. But in many research the assumption that individual's aspiration is fixed is inconsistent with recent results from psychology. In this paper, according to Expected Value Theory and Achievement Motivation Theory, we propose a dynamic aspiration model based on Win-Stay-Lose-Learn rule in which individual's aspiration is inspired by its payoff. It is found that dynamic aspiration has a significant impact on the evolution process, and different initial aspirations lead to different results, which are called Stable Coexistence under Low Aspiration, Dependent Coexistence under Moderate aspiration and Defection Explosion under High Aspiration respectively. Furthermore, a deep analysis is performed on the local structures which cause cooperator's existence or defector's expansion, and the evolution process for different parameters including strategy and aspiration. As a result, the intrinsic structures leading to defectors' expansion and cooperators' survival are achieved for different evolution process, which provides a penetrating understanding of the evolution. Compared to fixed aspiration model, dynamic aspiration introduces a more satisfactory explanation on population evolution laws and can promote deeper comprehension for the principle of prisoner's dilemma.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

لعبة معضلة السجين هي النموذج الأكثر استخدامًا للعبة التطورية المكانية التي تعتبر نموذجًا لتصوير المنافسة بين الأفراد الأنانيين. في السنوات الأخيرة، ثبت أن استراتيجية Win - Stay - Lose - Learn، وهي استراتيجية لتحديث قاعدة قواعد الطموح، نموذج فعال لتعزيز التعاون في لعبة معضلة السجين المكاني، مما يؤدي إلى الطموح في الحصول على الكثير من الاهتمام. ولكن في العديد من الأبحاث، يتعارض الافتراض بأن طموح الفرد ثابت مع النتائج الأخيرة لعلم النفس. في هذه الورقة، وفقًا لنظرية القيمة المتوقعة ونظرية تحفيز الإنجاز، نقترح نموذجًا ديناميكيًا للطموح يعتمد على قاعدة الفوز والبقاء والخسارة والتعلم التي يستلهم فيها طموح الفرد من عائده. وجد أن الطموح الديناميكي له تأثير كبير على عملية التطور، وتؤدي الطموحات الأولية المختلفة إلى نتائج مختلفة، والتي تسمى التعايش المستقر في ظل الطموح المنخفض، والتعايش المعتمد في ظل الطموح المعتدل وانفجار الانشقاق في ظل الطموح العالي على التوالي. علاوة على ذلك، يتم إجراء تحليل عميق للهياكل المحلية التي تسبب وجود المتعاون أو توسع المنشق، وعملية تطور المعلمات المختلفة بما في ذلك الاستراتيجية والطموح. ونتيجة لذلك، يتم تحقيق الهياكل الجوهرية التي تؤدي إلى توسع المنشقين وبقاء المتعاونين من أجل عملية تطور مختلفة، مما يوفر فهمًا نافذًا للتطور. بالمقارنة مع نموذج الطموح الثابت، يقدم الطموح الديناميكي تفسيرًا أكثر إرضاءً لقوانين التطور السكاني ويمكن أن يعزز فهمًا أعمق لمبدأ معضلة السجين.

Translated Description (French)

Le jeu du dilemme du prisonnier est le modèle le plus couramment utilisé de jeu évolutif spatial qui est considéré comme un paradigme pour dépeindre la concurrence entre les individus égoïstes. Ces dernières années, Win-Stay-Lose-Learn, une stratégie de mise à jour des règles de base sur l'aspiration, s'est avérée être un modèle efficace pour promouvoir la coopération dans le jeu du dilemme du prisonnier spatial, ce qui conduit à l'aspiration de recevoir beaucoup d'attention. Mais dans de nombreuses recherches, l'hypothèse selon laquelle l'aspiration de l'individu est fixe est incompatible avec les résultats récents de la psychologie. Dans cet article, selon la théorie de la valeur attendue et la théorie de la motivation à la réussite, nous proposons un modèle d'aspiration dynamique basé sur la règle Win-Stay-Lose-Learn dans laquelle l'aspiration de l'individu est inspirée par son gain. On constate que l'aspiration dynamique a un impact significatif sur le processus d'évolution, et différentes aspirations initiales conduisent à des résultats différents, qui sont appelés Coexistence stable sous aspiration faible, Coexistence dépendante sous aspiration modérée et Explosion de défection sous aspiration élevée respectivement. En outre, une analyse approfondie est effectuée sur les structures locales qui causent l'existence du coopérateur ou l'expansion du transfuge, et le processus d'évolution pour différents paramètres, y compris la stratégie et l'aspiration. En conséquence, les structures intrinsèques conduisant à l'expansion des transfuges et à la survie des coopérateurs sont obtenues pour différents processus d'évolution, ce qui permet une compréhension pénétrante de l'évolution. Par rapport au modèle d'aspiration fixe, l'aspiration dynamique introduit une explication plus satisfaisante des lois d'évolution de la population et peut promouvoir une compréhension plus profonde du principe du dilemme du prisonnier.

Translated Description (Spanish)

El juego del dilema del prisionero es el modelo más utilizado de juego evolutivo espacial que se considera como un paradigma para retratar la competencia entre individuos egoístas. En los últimos años, Win-Stay-Lose-Learn, una estrategia de actualización de reglas basada en la aspiración, ha demostrado ser un modelo eficaz para promover la cooperación en el juego del dilema del prisionero espacial, lo que lleva a la aspiración a recibir mucha atención. Pero en muchas investigaciones, la suposición de que la aspiración del individuo es fija es inconsistente con los resultados recientes de la psicología. En este artículo, de acuerdo con la Teoría del Valor Esperado y la Teoría de la Motivación del Logro, proponemos un modelo de aspiración dinámica basado en la regla Win-Stay-Lose-Learn en la que la aspiración del individuo se inspira en su recompensa. Se encuentra que la aspiración dinámica tiene un impacto significativo en el proceso de evolución, y diferentes aspiraciones iniciales conducen a diferentes resultados, que se denominan Convivencia Estable bajo Baja Aspiración, Convivencia Dependiente bajo Aspiración Moderada y Explosión por Defección bajo Alta Aspiración respectivamente. Además, se realiza un análisis profundo de las estructuras locales que causan la existencia del cooperador o la expansión del desertor, y el proceso de evolución para diferentes parámetros, incluida la estrategia y la aspiración. Como resultado, las estructuras intrínsecas que conducen a la expansión de los desertores y la supervivencia de los cooperadores se logran para diferentes procesos de evolución, lo que proporciona una comprensión penetrante de la evolución. En comparación con el modelo de aspiración fija, la aspiración dinámica introduce una explicación más satisfactoria sobre las leyes de evolución de la población y puede promover una comprensión más profunda del principio del dilema del preso.

Files

journal.pone.0244814&type=printable.pdf

Files (4.6 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:b67f31b5fe836ee0bdbebd7ec5e3f882
4.6 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
الطموح الديناميكي القائم على قاعدة الفوز والبقاء والخسارة والتعلم في لعبة معضلة السجين المكانية
Translated title (French)
Aspiration dynamique basée sur la règle Win-Stay-Lose-Learn dans le jeu de dilemme du prisonnier spatial
Translated title (Spanish)
Aspiración dinámica basada en la regla Win-Stay-Lose-Learn en el juego del dilema del prisionero espacial

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3120502159
DOI
10.1371/journal.pone.0244814

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
China

References

  • https://openalex.org/W1415442047
  • https://openalex.org/W1486587973
  • https://openalex.org/W1946161921
  • https://openalex.org/W1968551550
  • https://openalex.org/W1970526396
  • https://openalex.org/W1971505203
  • https://openalex.org/W1971980947
  • https://openalex.org/W1980054933
  • https://openalex.org/W1996701578
  • https://openalex.org/W2012086630
  • https://openalex.org/W2013743837
  • https://openalex.org/W2019044292
  • https://openalex.org/W2023430185
  • https://openalex.org/W2024845611
  • https://openalex.org/W2025490132
  • https://openalex.org/W2030375360
  • https://openalex.org/W2044219950
  • https://openalex.org/W2046207348
  • https://openalex.org/W2057714516
  • https://openalex.org/W2062663664
  • https://openalex.org/W2063704403
  • https://openalex.org/W2067220528
  • https://openalex.org/W2085728653
  • https://openalex.org/W2088183125
  • https://openalex.org/W2089979433
  • https://openalex.org/W2099754338
  • https://openalex.org/W2107413137
  • https://openalex.org/W2110216302
  • https://openalex.org/W2137709071
  • https://openalex.org/W2141020196
  • https://openalex.org/W2142455410
  • https://openalex.org/W2167062553
  • https://openalex.org/W2171286297
  • https://openalex.org/W2307238056
  • https://openalex.org/W233187448
  • https://openalex.org/W2334840341
  • https://openalex.org/W2484755634
  • https://openalex.org/W2526455009
  • https://openalex.org/W2587390260
  • https://openalex.org/W2791509930
  • https://openalex.org/W2800809607
  • https://openalex.org/W2803856105
  • https://openalex.org/W2898034718
  • https://openalex.org/W2904216617
  • https://openalex.org/W2915295768
  • https://openalex.org/W2946738278
  • https://openalex.org/W3023032720
  • https://openalex.org/W3047088120
  • https://openalex.org/W3084507941
  • https://openalex.org/W3090984845
  • https://openalex.org/W3105108711
  • https://openalex.org/W4245478579
  • https://openalex.org/W4246171765
  • https://openalex.org/W4303111783