Cooperation, commitment, and other-regarding behavior in duopoly games

Thumbnail Image

Files

isbn9789526069005.pdf (285.32 KB)

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Science | Doctoral thesis (article-based) | Defence date: 2016-08-18
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.

Authors

Date

2016

Department

Matematiikan ja systeemianalyysin laitos
Department of Mathematics and Systems Analysis

Major/Subject

Mcode

Degree programme

Language

en

Pages

43 + app. 135

Series

Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS, 131/2016

Abstract

Firms and other economic actors often forgo own advantage and instead display other-regarding preferences. This Dissertation studies the reasons for this behavior in the context of duopoly games using laboratory experiments and analytical models. We develop new results concerning behavior in duopoly games under imperfect commitment and incomplete information and when interactions are repeated. We also show that the interplay of conjectural variations and other-regarding preferences has novel implications for behavior in strategic interactions. The behavioral methods used in the Dissertation include standard laboratory experiments as well as psychophysiological methods that allow correlating laboratory behavior to activation of the autonomic nervous and skeletomuscular systems. The analytical methods include evolutionary game theoretic models where evolutionarily stable strategies are sought in finite and infinite size populations and standard game theoretic equilibrium analysis where conditions for uniqueness of subgame-perfect equilibria are sought in extensive form games of incomplete information. The objectives of the Dissertation are to provide experimental evidence on the role of costless commitment via cheap talk, private information, and emotions in cooperation in duopoly games. The objectives are also to provide new analytical results on the interplay of other-regarding behavior and conjectural variations and to examine how asymmetric and stochastic private information affects commitment. The overall theme of the Dissertation is to study how variations on the assumption of own payoff maximization affect players' behavior in duopoly games. The results suggest that imperfect commitments, such as cheap talk announcements and partial commitments, have value in strategic interactions. However, the effects of costless or partial commitments depend on available information about payoffs or marginal costs. We also find that cooperative behavior in repeated duopoly games has an emotional foundation. This is shown e.g. by emotional expressions when observing decision outcomes and by autonomic activity during decision making. Our studies on other-regarding preferences in conjectural variations models suggest that taking these both into account and allowing evolutionary selection leads to novel results. These include the explicit dependence of the evolutionarily stable conjecture on the other-regarding preference parameter and the evolutionary stability of self-regarding behavior with consistent conjectures. We suggest several avenues for future experimental and analytical research.

Yritykset ja muut taloudelliset toimijat jättävät usein käyttämättä mahdollisuuksia saavuttaa omia hyötyjään ja sen sijaan käyttäytyvät toiset toimijat huomioiden. Hyödyntäen laboratoriokokeita ja analyyttisia menetelmiä tässä väitöskirjassa tarkastellaan tämän käyttäytymisen syitä duopolipeleissä. Esitämme uusia tuloksia käyttäytymisestä duopolipeleissä kun sitoutuminen ja informaatio ovat epätäydellisiä ja kun kohtaamiset ovat toistettuja. Näytämme myös että uskomusmuunnelmamallien ja toiset huomioivien preferenssien mallien vuorovaikutus tuottaa uudenlaisia päätelmiä käyttäytymisestä strategisessa vuorovaikutuksessa. Väitöskirjan behavioraalisia menetelmiä ovat laboratoriokokeet ja psykofysiologiset menetelmät jotka mahdollistavat behavioraalisten havaintojen korreloimisen aktivaatioon autonomisessa hermostossa ja kasvojen lihaksistossa. Analyyttisiä menetelmiä ovat evolutiiviset pelimallit joissa haetaan stabiileja strategioita ääretön- ja äärelliskokoisissa populaatioissa sekä standardit peliteorian mallit joissa haetaan yksikäsitteisyysehtoja osapelitäydellisille tasapainoille laajennetun muodon epätäydellisen informaation peleissä. Väitöskirjan tavoitteina on tarjota kokeellista näyttöä tyhjään puheeseen perustuvan kustannuksettoman sitoutumisen, yksityisen informaation, ja emootioiden rooleista duopolipeleissä. Tavoitteina on myös tuottaa uusia tuloksia uskomusmuunnelmien ja toiset huomioivien preferenssien vuorovaikutuksesta ja tarkastella miten epäsymmetrinen ja epävarma yksityinen informaatio vaikuttaa sitoutumiseen. Väitöskirjan läpikantavana teemana on tutkia miten oman tuoton maksimoimisen olettamuksen muuntelu vaikuttaa pelaajien käyttäytymiseen duopolipeleissä. Tulokset osoittavat että epätäydellisen sitoutumisen keinoilla kuten tyhjällä puheella ja osittaisella sitoutumisella on vaikutuksensa strategisessa päätöksenteossa. Näiden keinojen vaikutukset riippuvat kuitenkin saatavilla olevasta informaatiosta koskien tuottoja tai rajakustannuksia. Väitöskirjassa myös osoitetaan että yhteistyökäytöksellä toistetuissa duopolipeleissä on emotionaalinen perusta. Tämän osoittavat mm. kasvojen tunneilmeet pelien tuloksia havaittaessa ja autonomisen hermoston aktivaatio päätöksiä tehtäessä. Tulokset toiset huomioivista preferensseistä uskomusmuunnelmamalleissa osoittavat että uskomus voi riippua eksplisiittisesti preferenssiparametrista ja itsekäs käytös voi olla evolutiivisesti stabiilia kun uskomusmuunnelma on konsistentti. Väitöskirjassa ehdotetaan useita jatkotutkimusaiheita kokeelliselle ja analyyttiselle tutkimukselle.

Description

Supervising professor

Hämäläinen, Raimo P., Prof., Aalto University, Department of Mathematics and Systems Analysis, Finland
Ehtamo, Harri, Prof., Aalto University, Department of Mathematics and Systems Analysis, Finland

Thesis advisor

Hämäläinen, Raimo P., Prof., Aalto University, Department of Mathematics and Systems Analysis, Finland

Keywords

duopoly games, behavioral experiments, neuroeconomics, evolutionary games, duopolipelit, behavioraaliset kokeet, neurotaloustiede, evolutiiviset pelit

Other note

Parts

  • [Publication 1]: Hämäläinen, R.P., Leppänen, I. 2016. Cheap talk and cooperation in Stackelberg games. Central European Journal of Operations Research.
    DOI: 10.1007/s10100-016-0444-9 (25 pages) View at publisher
  • [Publication 2]: Leppänen, I., Hämäläinen, R.P. 2015. Emotions in a repeated Cournot duopoly game: A psychophysiological experiment. Manuscript. (36 pages)
  • [Publication 3]: Leppänen, I. 2016. Evolutionarily stable conjectures and other-regarding preferences in duopoly games. Revision requested by Journal of Evolutionary Economics. (28 pages)
  • [Publication 4]: Leppänen, I. 2016. Consistent conjectures and the evolutionary stability of other-regarding preferences. Economics Letters, Vol. 142, pp. 53–55. DOI :10.1016/j.econlet.2016.03.004
  • [Publication 5]: Leppänen, I. 2016. Partial commitment in an endogenous timing duopoly game with asymmetric and uncertain costs. Manuscript. (27 pages)

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-6900-5

Collections

[diss] Perustieteiden korkeakoulu / SCI