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Au-delà de l'équilibre : une approche dynamique des systèmes d'apprentissage dans les jeux

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Description

Cette séance de cours explore le comportement de la dynamique d'apprentissage dans les jeux de somme nulle et de congestion, dessinant des parallèles avec les systèmes conservateurs. Il se décline en algorithmes sans regret, tels que Suivez le leader régularisé, et leur convergence aux équilibres Nash. L'instructeur discute des implications de la récurrence de Poincaré dans la dynamique du jeu et du concept de cycles limites. Les effets du chaos et du papillon dans la dynamique de Leader regularisé sont également examinés, mettant en évidence l'interaction entre le chaos et la stabilité locale. La séance se termine par des réflexions sur l'émergence du chaos dans la dynamique de l'apprentissage en ligne, mettant en évidence la relation complexe entre convergence temporelle moyenne et chaos.

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Concepts associés (32)

Équilibre de Nash

vignette|Le dilemme du prisonnier : chacun des deux joueurs dispose de deux stratégies : D pour dénoncer, C pour ne pas dénoncer. La matrice présente le gain des joueurs. Si les deux joueurs choisissent D (se dénoncent), aucun ne regrette son choix, car s'il avait choisi C, alors que l'autre a opté pour D, sa « tristesse » aurait augmenté. C'est un équilibre de Nash — il y a « non-regret » de son choix par chacun, au vu du choix de l'autre.

Jeu à somme nulle

Un jeu de somme nulle est un jeu où la somme des gains et des pertes de tous les joueurs est égale à 0. Cela signifie donc que le gain de l'un constitue obligatoirement une perte pour l'autre. Par exemple si l'on définit le gain d'une partie d'échecs comme 1 si on gagne, 0 si la partie est nulle et -1 si on perd, le jeu d'échecs est un jeu à somme nulle. En économie, cette notion simplificatrice est importante : les jeux à somme nulle correspondent à l'absence de production ou de destruction de produits.

Théorie des jeux

La théorie des jeux est un domaine des mathématiques qui propose une description formelle d'interactions stratégiques entre agents (appelés « joueurs »). Les fondements mathématiques de la théorie moderne des jeux sont décrits autour des années 1920 par Ernst Zermelo dans l'article , et par Émile Borel dans l'article . Ces idées sont ensuite développées par Oskar Morgenstern et John von Neumann en 1944 dans leur ouvrage qui est considéré comme le fondement de la théorie des jeux moderne.

Théorème de récurrence de Poincaré

Le théorème de récurrence de Poincaré dit que, pour presque toutes les « conditions initiales », un système dynamique conservatif dont l'espace des phases est de « volume » fini va repasser au cours du temps aussi près que l'on veut de sa condition initiale, et ce de façon répétée. Soit un système dynamique mesuré, c’est-à-dire un triplet où : est un espace mesurable, qui représente l'espace des phases du système. est une mesure finie sur , est une fonction mesurable préservant la mesure , c’est-à-dire telle que : Soit un sous-ensemble mesurable.

Stratégie (théorie des jeux)

En théorie des jeux, la stratégie d'un joueur est l’une des options qu’il choisit dans un contexte où le résultat dépend non seulement de ses propres actions, mais également de celles des autres . La stratégie d'un joueur déterminera l'action qu'il entreprendra à n'importe quel stade de la partie. Une stratégie est un algorithme complet pour jouer à un jeu permettant au joueur de déterminer ce qu’il doit faire dans toutes les situations possibles du jeu.

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Théorie des jeux: Stackelberg et Induction en arrière

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