Evolutie in computer leidt tot betere economische beslissingen

Hebben tussenhandelaren nog toekomst in e-commerce? Kun je met spreidingsbeleid de vorming van zwarte scholen tegengaan? Beleidsmakers en managers hebben dagelijks met dit soort complexe vraagstukken te maken. Floortje Alkemade, onderzoeker op het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) in Amsterdam en de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), ontwierp een kunstmatige mini-maatschappij waarmee het effect van maatregelen of ontwikkelingen kan worden ingeschat. Donderdag 7 oktober verdedigt zij haar proefschrift.

Publication date: 30-09-2004

Hebben tussenhandelaren nog toekomst in e-commerce? Kun je met spreidingsbeleid de vorming van zwarte scholen tegengaan? Beleidsmakers en managers hebben dagelijks met dit soort complexe vraagstukken te maken. Floortje Alkemade, onderzoeker op het Centrum voor Wiskunde en Informatica (CWI) in Amsterdam en de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), ontwierp een kunstmatige mini-maatschappij waarmee het effect van maatregelen of ontwikkelingen kan worden ingeschat. Donderdag 7 oktober verdedigt zij haar proefschrift.

Keuzes van mensen spelen een cruciale rol in economie en beleid. Helaas laat keuzegedrag zich maar moeilijk voorspellen. Veel economische modellen gaan uit van actoren die alle mogelijkheden overzien en daar rationeel de beste keuze uit maken. In werkelijkheid hebben mensen meestal beperkte informatie en ook niet de tijd om alles af te wegen. Ook interactie is niet altijd realistisch gemodelleerd. Zo veronderstellen modellen vaak onterecht dat actoren onderling met iedereen contact kunnen en willen leggen. Economen zijn zich steeds meer bewust geworden van deze beperkingen, maar kunnen vaak moeilijk rekenen met complexere, realistische modellen.

In haar promotieonderzoek keek Floortje Alkemade naar een alternatieve strategie. In plaats van de vraagstukken analytisch te benaderen, simuleert zij ze met behulp van een kunstmatige samenleving bevolkt door software agenten. Agenten zijn kleine computerprogramma’s die zelfstandig taken kunnen uitvoeren. Door ze op de juiste manier te programmeren, gedragen de agenten zich als producenten of consumenten. In deze omgeving speelt Alkemade scenario’s na om in te schatten hoe beleidsmaatregelen en veranderingen in de wereld de keuzes van mensen beïnvloeden.

Noodzakelijke voorwaarde voor een bruikbare simulatie is dat de agenten realistisch keuzegedrag vertonen. Alkemade gebruikt hiervoor evolutionaire algoritmes. Iedere agent heeft een strategie, een digitale code waarin is vastgelegd welke keuzes hij maakt in een bepaalde situatie. Continu vormen zich nieuwe strategieën door mutaties en kruisingen van de codes, ook wel chromosomen genoemd. Tegelijkertijd is de omgeving zo ingericht dat zwakke strategieën uitsterven. Op deze manier ontstaat een kunstmatige evolutie waarin alleen de goede strategieën overleven.

Net als echte mensen moeten de agenten beslissingen nemen op basis van onvolledige informatie. Door de evolutionaire algoritmes kunnen ze leren om hiermee om te gaan, bijvoorbeeld door het gebruik van vuistregels. Alkemades aanpak maakt het ook mogelijk om andere vormen van interactie te bestuderen, bijvoorbeeld door de agenten te organiseren in zogenaamde small world networks. Deze structuur bestaat uit enkele clusters van agenten die nauw contact hebben met elkaar. Buiten hun eigen cluster kennen ze maar een paar andere agenten. Uit veel onderzoek blijkt dat small world networks een betere benadering zijn van sociale netwerken dan de klassieke economische modellen waarin iedereen elkaar even goed kent.

Aan de hand van haar simulaties concludeert Alkemade onder meer dat tussenhandelaren wel degelijk winstgevend kunnen zijn in een markt waar consumenten producten direct bij de fabrikant kunnen kopen via internet. Hun kennis van de markt geeft tussenpersonen een voorsprong op de consument voor wie het veel moeilijker is om overzicht te houden. Alkemades systeem kan ook inzicht geven in sociale kwesties. De recente discussie over beleidmaatregelen om de vorming van zwarte scholen te voorkomen is volgens haar een goed voorbeeld waar simulaties nuttig kunnen zijn.