Komşunuza yardım mı yoksa kendi işinizi mi düşünüyorsunuz? Her karar için farklı faydalara sahip zorlu bir seçim. Oyun teorisi, teorik bir bakış açısından bu tür seçimler yapma konusunda rehberlik sağlar.
Jakub Svoboda ve Krishnendu Chatterjee’nin Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nde (ISTA) yeni bulguları bir sistem genelinde işbirliğini artıran yeni ağ yapılarını ortaya koyuyor. Bu içgörüler biyolojide de potansiyel uygulamalara sahiptir.
İşbirliği sorunu bilim adamlarını uzun zamandır şaşırttı. Biyoloji, sosyoloji, ekonomi veya siyaset bilimi alanlarında olsun, bir grup bireyin başarılı olabileceğini öğrenmek çok önemlidir. Oyun teorisi, bir grup içindeki bireylerin etkileşimini analiz ederek en azından matematiksel bir bakış açısından – cevaplar verir.
ISTA’daki Chatterjee Grubu, bilgisayar bilimindeki merkezi soruları ele almak için oyun teorisini kullanıyor. En yeni çerçeveleri, Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerişimdi komşu bireylerin belirli yapılarının bir sistem genelinde işbirliğini nasıl artırabileceğini detaylandırıyor.
Mahkumun ikilemi
Oyun teorisi ilk olarak 1944’te matematikçiler ve ekonomistler Oskar Morgenstern ve John von Neumann tarafından yayınlanan “Oyunlar ve Ekonomik Davranış Teorisi” nde sunuldu. Kısa bir süre sonra, mahkumun ikilemi oyun teorisinde merkezi konuya dönüştü.
“Bu, birçok gerçek dünya senaryosunda sahip olduğumuz seçenekleri açıklayan basit bir ‘oyun’,” diye açıklıyor Ph.D. öğrenci ve çalışmanın ilk yazarı.
Orijinal matematiksel kavram, birbirlerine ihanet etme veya işbirliği yapma seçeneği olan iki mahkumu içerir. İkisi de işbirliği yaparlarsa, önemli bir ödül paylaşırlar. Biri işbirliği ve diğer oyuncu ihanet ettiğinde, sadece defektör fayda sağlar.
Dahası, her ikisi de işbirliği yaparsa bireysel fayda paylarından daha büyük olacaktır. Her iki oyuncu da birbirlerine ihanet ettiklerinde hiçbir fayda almazlar. Aynı matematik sadece bu senaryoda değil, aynı zamanda ülkeler, bakterilerin yaşamları ve hatta paylaşılan bir ofis mutfağında bulaşık makinesini kimin boşaltması gerektiğine karar vermek gibi günlük durumlar arasında da geçerlidir.
Orijinal çerçeveden, ihanet etmek bireyler için en faydalı olanı gibi görünüyor. Yine de, gerçek dünyadaki durumlarda işbirliği hala gözleniyor. Nasıl olur?
“Çeşitli mekanizmalar işbirliğini teşvik edebilir,” diye açıklıyor Svoboda. Diyerek şöyle devam etti: “Bunlardan biri karşılıklılıktır, bu da tekrarlanan bazı eylemlerle güven inşa edebileceğimizi ve daha sonra işbirliği yapabileceğimizi gösteriyor.”
Bir örnek, meslektaşınızın her gün bulaşık makinesini başlattığını ve en sevdiğiniz kupayı temiz ve sabah kahvenize hazır bıraktığını görmek. Buna karşılık, karşılıklı bir eylem alışverişi olan bulaşık makinesini boşaltarak yardımcı olmaya başlayabilirsiniz. Bir diğer önemli faktör, bireylerin nasıl birbirine bağlı olduğu, esasen ağın yapısıdır. Bu yapıları test etmek için, Chatterjee grubundaki bilim adamları mekansal oyunlar kullanıyor.
İşbirliği tetris
Mekansal oyunlarda, bireyler mekansal ilişkilerine göre etkileşime giren bir ızgaraya yerleştirilir. Ya işbirliği ya da değiller. Bir oyun oynarken bireyler komşuların iyi performans gösterdiğini görebilir. Daha sonra stratejilerini benimserler. Bu ara bağlantı, işbirliğinin yayılmasını etkiler.
Tüm sistemin daha geniş dinamiklerini etkileyen ağlar (kümeler) oluşur. Bu, tek bir bloğun çevresini etkileyebileceği ve daha sonra tüm sistemi bir araya getiren bir Game Boy’da Tetris oynamaya çok benzer.
Svoboda, “Bu gibi birbirine bağlı yapıların işbirliği oranını hafifçe artırdığı biliniyor.” “Yeni çalışmamızda potansiyel optimal senaryoya baktık.”
Bilim adamları, sürekli yapısal değişiklik seçiminin bütün bir nüfusun dinamiğini önemli ölçüde etkileyebileceği doğal evrimden ilham aldılar. Örneğin, Darwin’in ispinozları bu tür değişikliklerin nasıl ortaya çıkabileceğini gösteriyor: Galápagos Adası’nda bulunan çeşitli gıda malzemelerine uyarlanmış farklı gaga şekilleri geliştirdiler.
Svoboda, “Yapının mekansal oyunlardaki rolünün benzer şekilde güçlü olabileceğini umduk.” Diyor. Bilim adamları yeni çerçeveleriyle, bu tür mekansal oyunlarda işbirliğini artırabilecek yapılar keşfettiler.
“Yapılarımız şaşırtıcı derecede güçlü bir artırıcı mülk, şimdiye kadar gördüğümüz en iyisini gösteriyor” diye ekliyor. Yapılar bir dizi yıldız gibi görünüyor ve birçok komşusu olan alanların sadece birkaç komşu olan yerlerin yanında olmasını gerektiriyor.
Bu yeni modelin ve bu ağ yapılarının topluma nasıl uygulanabileceği hala görülmelidir. Önümüzdeki aylarda, Svoboda ve Chatterjee Group’tan bilim adamları sonuçlarını diğer oyunlara ve farklı ortamlara genelleştirmeye çalışacaklar.
Mekansal oyunlar için geniş uygulamalar nedeniyle, önerilen yeni yapılar da biyolojiye yol açabilir. Örneğin, biyologlar yeni yapıları, araştırma için veya biyoteknoloji veya farmasötikler gibi endüstride mikroorganizmalar yetiştirmek için kullanılan, kontrollü bir ortama sahip “biyoreaktörler” olarak adlandırılan evrimi hızlandırmak için kullanabilirler.
