2021年度日本認知科学会第38回大会

O3-4

メッセージ付きジレンマゲームにおけるコミュニケーションシステムの変化に関する実験的検討

Experimental study of changing communication system
in dilemma games involving messaging
矢野 颯真 † ，森田 純哉 ‡ , 井上 直紀 ‡ ∗Soma Yano, Junya Morita, Naoki Inoue† ‡静岡大学

Shizuoka University
yano.soma.18@shizuoka.ac.jp† , j-morita@inf.shizuoka.ac.jp‡ ,inoue.naoki.15@shizuoka.ac.jp‡

概要

考えられており，この仮説はマキャベリ的知性仮説と呼ばれる [2]．マキャベリ的知性仮説とは人間が進化のジレンマ環境での新規なコミュニケーションシステムの成立と変化を実験的に検討した．実験の結果，ジ過程において，集団生活の中で嘘や騙しで他人から利きたコミュニケーショシステムが大きく変化することうように自己利益の追求のために複雑なコミュニケー

益を掠め取ったり，逆に嘘や騙しを見破ったり，といレンマ環境におかれることで，それまでに形成されてションを繰り返したことで，現在に見られる高度な知が示された．また，競争優位なジレンマ環境において能を獲得するに至ったとする仮説である．つまり，こ高い利得を獲得した参加者は，他の参加者の利得を明の仮説では競争環境への適応の繰り返しが人間の知能示的に搾取した．それに対し，協調優位なジレンマ環向上に作用したと考えられている．

境においては，コミュニケーションの曖昧性を利用しこのような背景のもとで，マキャベリ的知性仮説をた，非明示的な搾取構造が示唆された．

実験室実験によって検証する以下 2 つのリサーチクエ

キーワード：実験記号論, ジレンマ, コミュニケーショ

スチョンを検討する．

ンシステム

1.

1. 裏切りと協調を選択可能なジレンマ環境においてはじめにコミュニケーションシステムの曖昧性がどのよう人間は他者とコミュニケーションをとることで意図に生じるか．

を共有している．言語はそのための一つの手段であ2. 曖昧性が生起したとして，曖昧性は裏切りの意図るが，身振りなどの他の手段よりも複雑な意図を相手の隠ぺいと関連するか．に伝えることができる．その要因の一つは言語の持つ

2. 方法
2.1 参加者

曖昧性であると考えられる．たとえば言語は階層構造によって文を構成する要素の複雑な関係を表現できるが，同時に係受けの解釈に由来する曖昧さ（構造的曖参加者はクラウドソーシングにて募集し，76 名を昧性）が生じることもある．例えば「最新日本語辞典」

分析対象とした．参加者は，競争優位条件で男性 22，という言葉が「最新の日本語辞典」と「最新日本語の女性 16 名 (M eanage ＝ 38.05, SDage ＝ 9.49)，協調優辞典」という 2 通りの解釈ができてしまう．また，言位条件で男性 21 名，女性 17 名 (M eanage ＝ 38.87,語の曖昧性は単語の持つ多義性からも生じる（語彙的SDage ＝ 10.95) であった．

曖昧性）．例えば英語で「bank 」は「銀行」という意
味と「土手」という意味を同時に持つ．

言語の曖昧性は社会的な場面での駆け引きに使われ2.2ることも指摘されている．ピンカーは曖昧な表現を利課題

本研究で用いた課題は実験記号論 [3, 4] に基づくも用したほのめかしにより，利得を得ることを指摘したのであり，実験室内で新規なコミュニケーションを実[1]．こういった社会関係のなかでの駆け引きが人間の験参加者に構成させる．これまでに様々な実験記号論知能を向上させる要因であると，霊長類研究において的な課題が構成されているものの，本研究では著者らのが過去に構築した課題 [5] を一部で改変して用いる．

∗ 本論文は，第 3 著者による修士論文を，第 1 著者が中心となって学会発表の形態に編集，加筆したものである．

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O3-4時間 (m)表 1: 実験の流れ

フェーズ

協調ゲームの説明

1530
53010

図 1: ラウンド開始から終了までの流れ

協調ゲームの実施

ジレンマゲームの説明
ジレンマゲームの実施

90

アンケート

所要時間合計表 2: ジレンマゲームにおける得点表

図 1 に本研究が設定した課題の概略を示す．この課題
は，3 × 3 のグリッドに区切られた環境に配置された(自分，相手)

競争優位

協調優位

(失敗，独占)(0, 3)(0, 2)(0, 0)(0, 0)(共有，共有)(独占，失敗)二人の参加者が，環境中の報酬を探索し獲得するものである．この時，報酬を独占することも共有することもできた．報酬を独占した場合と共有した場合で，参(続行，続行)

加者は異なるポイントを取得した．すなわち独占と共有の選択にジレンマが生じる課題であった．

本課題は，複数のラウンドから構成された．ラウン

2.3

ドの開始時点で，参加者および報酬が環境のランダム(2, 2)(3, 0)(3, 3)(2, 0)

手続き

実験はオンラインで行われた．実験参加者は決めらな位置に配置された．そこから参加者はメッセージをれた時間に指定された URL にアクセスし，アクセス合には，改めて参加者と報酬を環境に再配置し，次の実験の手続きを表 1 に示す．参加者は，課題に関す交換し，移動する．移動の結果，報酬が取得された場順にペアが組まれた．

ラウンドが開始する．移動の結果，報酬が報酬が取得る教示を受けたあとに，協調ゲームを 20 分間，さらされなかった場合，再配置は行われずにラウンドが継にジレンマゲームを 20 分間続けて行い，その後アン続し，再びメッセージ送信と移動が繰り返された．

ケートに答えた．ジレンマゲームにおいては，協調優るまで繰り返し，可能な限り多くのポイントを獲得すは共有ポイントが独占ポイントよりも，競争優位条件

上記のラウンドを参加者は設定された制限時間に至位条件と競争優位条件が設定された．協調優位条件でることを目指した．このゲームでは，メッセージを利では，独占ポイントが共有ポイントよりも高い値が設用することで，報酬の位置を伝え合い（報酬は隣接しているグリッドにある場合においてのみ観察できる），報酬の探索を効率化できた．また，メッセージには，図形を組み合わせる人工的なコミュニケーションの手段のみが用いられた．今回の実験では，4 種類の図形から 3 つを組み合わせてメッセージを構成した．実験参加者には事前に図形の意味を伝えず，課題のやり定された．ジレンマゲームでは，この 2 つの条件に参加者をそれぞれ割り当て，両者の環境の違いを比較する．ゲームの条件と得点の設定を表 2 にまとめる．

3. 結果と考察
3.1 報酬取得行動の可視化

横軸を「ラウンド数」，縦軸を「ペア内の報酬取得取りの中で，参加者間でその意味を形成させた．図形数の差」とするグラフを描画し，ジレンマゲームにおの意味の形成を促すために，独占と共有のジレンマがいて共有と独占のジレンマがどのように生じたのかを生じる課題（ジレンマゲーム）の前に，共有のみで報分析した．図中の各系列はペアを表す．ペアごとに制酬を獲得できる課題（協調ゲーム）を実施した．協調ゲームで形成されたコミュニケーションが，ジレンマゲームでどのように変化するのかを観察した．また，メッセージの作成において組み合わせる図形を 3 つに設定することで，構造的曖昧性が生じる状況を設定し限時間内に推移したラウンド数が異なるため，系列の長さは異なる．なお，ペア内の報酬取得数の差における第 1 項は，最終ラウンドにおける高得点者，第 1 項は最終ラウンドにおける低得点者である．そのため，最終ラウンドはいずれのペアも正の値となる．よって，た．この点が，本研究の課題と先行研究 [5] との差分最終的な高得点者がそのラウンドで報酬を取得した場となる．

合，そのラウンドにおける値は上昇し，低得点者が取59

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得した場合は，そのラウンドでは値が減少する．参加

表 3: 図 5 において有意となった相関のセル数者が報酬を共有した場合は，報酬取得数の差が水平に推移する．

競争優位

協調優位条件に比べ，競争優位条件は水平な推移が協調優位

少なく，上下に系列が波打っていることが分かる．このことから，競争優位条件の参加者は競争関係にあり，

9791

85

定化されたことを示す．情報量が顕著に低い軸があれば，チャートの形は歪になり，プレイヤーの送っていたメッセージはそのコノテーションに固定化されたこ

実験において送信されたメッセージの曖昧性を検討とを示す．

するために，図 3 のようなレーダーチャートを参加報酬取得数の格差が大きかったペアと小さかったペ者ごとに作成した．このチャートの 9 つの軸はそれぞアにおいて，協調ゲームからジレンマゲームにかけれ異なるコノテーションを表す．コノテーションとはてレーダーチャートがどのように変化したかを検討しメッセージの意味の枠組みのことで，例えばメッセーた．格差が大きかったペア（図 3 (a), (c)）は，協調ジで「上」という意味（デノテーション）を送ったとゲームからジレンマゲームにかけてチャートの大きさ

き，「部屋全体で見たときの上」なのか，「今いる位置のが変わらなかったため，コミュニケーションシステム上」なのか，それが自分のことなのか，相手のことなが収束せず曖昧なままだったと考えられる．一方で，のかというような解釈の仕方を表す．

格差が小さかったペア（図 3 (b), (d)）はチャートがコノテーションを分類する 3 つのカテゴリと，想定小さくなり，協力によって意味が収束し，より正確にされるデノテーションとの組み合わせは図 4 に示されなっていったと考えられる．

る．コノテーションのカテゴリとそこで取られる値は以下のように説明される．

1. 視点:
プレイヤーがどこかの部屋を指し示そうと思った と き ，9 マ ス そ れ ぞ れ を 直 接 示 す 絶 対 座 標

3.3

曖昧さの変化

さらに実験に参加した全参加者を対象とし，それぞれの軸の値との間に有意な相関があるかを分析した(absolute coordinates) と，自分の今いる位置を(図 5)．軸間の相関は協調ゲーム，ジレンマゲームの各ゲーム内だけでなく，ゲーム間でも網羅的に検討し基準として対象の部屋が見える方向を示す相対座

標 (relative coordinates) の 2 通りの視点で示すこた．赤色に着色されたセルがスピアマンの順位相関とが出来る．

係数によって有意水準 5%以下で相関があるとされた

2. 対象

コノテーションの組み合わせである．競争優位条件とそれらの視点を用いて指し示された部屋は話題

3. 時制

138

小さくなり，図形の組み合わせの持っている意味が固メッセージの意味分析ると考えられる．

157

128

平均情報量が低ければ，レーダーチャートのサイズはの参加者は基本的に協調していたと考えられる．

(reward) のどれかの位置について指し示してい低得点者

均情報量（エントロピー）を示している．算出されたていったと考えられる．それに対して，協調優位条件の対象として自分 (self)，相手 (partner)，報酬高得点者

つのコノテーションで送信されたと仮定したときの平独占ポイントを互いに取り合いながらゲームが進行し

3.2

全体

協調優位条件を比べれば，協調優位条件はより赤いセルが多いことが見て取れる．重複を除く 171 のセル（(18 ∗ 18)/2 + 9）のなかで，有意となったセルを数え上げた結果を表 1 に示す．図からの印象と合致し，全体，高得点者，低得点者のいずれにおいて協調優位条

対象が自分もしくは相手だった場合，プレイヤー件において有意なセルが多いことが確かめられた．こはラウンド内で移動するので，プレイヤーが今いのことから，競争優位条件は，協調ゲームで構築される位置 (pre) か，移動した後の位置 (post) かを区たメッセージがジレンマゲームで維持されなかったこ

別する必要がある．対象が報酬であった場合は報とがわかった．一方，協調優位条件では殆どの軸間で酬がラウンド内で移動することはないため時制の有意な相関が認められ，協調ゲームとジレンマゲーム区別は必要ない．の間でメッセージを維持していたことが示された．

図 3 のレーダーチャートにおける軸の値は，各プレイヤーが実際に送信したメッセージから，それぞれ 960

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O3-4(a) 競争優位条件(b) 協調優位条件

図 2: 各条件における各ゲームでのプレイヤーの累計報酬取得数の差分

3.4

ペア内の関係性

メッセージの曖昧さとゲーム中の振る舞いや主観的な印象との関連を検討するために，チャートの特徴を表す値（例として，ambiguity の平均値はチャートの大きさ，ambiguity の標準偏差はチャートの歪さを表す）と，課題中の報酬取得行動（共有や独占の比率），(a) 競争優位条件 (格差大) (b) 競争優位条件 (格差小)アンケートで取得した主観評価との間の相関関係を網羅的に検討した（図 6）．

競争優位条件では，高得点者と低得点者の間のメッセージの類似度と高得点者による低得点者への信頼度評定の間に有意な相関が見られた (rs = 0.53,p < 0.05)．つまり 2 者間でのメッセージが類似したペ(c) 協調優位条件 (格差大) (d) 協調優位条件 (格差小)図 3: 協調ゲームとジレンマゲームのレーダーチャー

アにおいて，高得点者は低得点者を信頼していたこと

トの変化 (各条件で左が協調ゲーム，右がジレンマが示された．ただし，その逆（低得点者による高得点ゲームを表す)者への信頼度）は有意ではなく，高得点者から低得点者への一方的な信頼関係のみが認められ，搾取構造が成立していたことが示唆される．

一方で協調優位条件に注目すると，協調ゲームにおける低得点者の意味プロフィールの大きさとジレンマ

ゲームにおける報酬取得数 (rs = 0.49, p < 0.05)，そして，協調ゲームにおける低得点者の意味プロフィー

ルの歪さとコミュニケーションの質に関する主観評価との間（rs = 0.55, p < 0.05）で有意な相関が確認された．この相関は高得点者では確認されず，低得点者に特有なものであった．つまり，低得点者は協調ゲー
ムからジレンマゲームへ変化した後にも，協調ゲームのルールを維持しようとしたため，結果として低い利

図 4: コノテーションとデノテーションの組み合わせ益しかあげられなかったと解釈できる．

上記のように競争優位なジレンマ環境ではコミュニ

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ケーションが大きく変化し，コミュニケーションシスつに増やすことでメッセージの階層化を引き起こし，な搾取構造が見て取れた．一方，協調優位なジレンマを検討することを目指していたが，分析においてメッ構造による曖昧さと裏切りの意図の隠蔽との関係性テムの崩壊が見られた．さらに高得点者による明示的環境では，比較的，正確なコミュニケーションがされセージの構造的曖昧性を検討することはできなかっていたと考えられる．ただし，協力ゲームにおいて構築されたメッセージを維持しようとする低得点者が，メッセージを変化させた高得点者に搾取される構造が示された．このことは，高得点者による曖昧なメッのような検討を行うことができると考えている．具体的には，スロットを 2 つ単位に分けて同様の分析を行うことで，人間の言語にみられる階層構造の出現とジセージによる意図の隠蔽による，非明示的な搾取と捉レンマ状況の関連を検討する予定である．

えられるのかもしれない．

4.

た．本研究で示した分析方法を発展させることで，そ文献まとめと今後の展望

本研究では 2 つのリサーチクエスチョンを設定した．

はじめのリサーチクエスチョン「裏切りと協調を選択可能なジレンマ環境においてコミュニケーションシステムの曖昧性がどのように生じるか」を検討するために，本研究では図 3 に示したレーダーチャートを作成した．図 3 のケーススタディから，ジレンマゲームにおける報酬取得数の格差が曖昧性に影響したことが示された．報酬取得数の格差がより増大したペアは，より曖昧な（レーダーチャートの大きい）メッセージを送信した．また，ジレンマ環境における得点を競争優位に操作することで，送信されるメッセージはより一貫しない形に変化することが示された（図 5）．これら
よりコミュニケーションシステムの曖昧性は，ペアの置かれた環境，あるいはペア内での報酬に均衡によって生起するとまとめることができる．

2 つめのリサーチクエスチョン「曖昧性が生起したとして，曖昧性は裏切りの意図の隠ぺいと関連するか」に対しては，3.4 における信頼性の議論に基づいて考えることができる．3.4 の議論において，意図の隠蔽が生じたのは，協調優位な状況に限定された．この結果は，裏切りの意図の隠蔽を含む曖昧性を利用したコミュニケーションは，協調的な関係を大枠とした中で生起することを示している．この解釈は，人間性の進化に関わる協調の重要性を主張する近年の傾向とも一致している [6, 7]．このなかでも，Tommasello らのグループは，裏切りをベースとしたマキャベリ知性仮説に対し，協調をベースとした知能の進化に関するヴィゴツキー的知性仮説を提案している [7]．これらの仮説に基づけば，協調の大枠を崩さない範囲での裏切りを可能にする際に，曖昧性な言語表現が利用されていったと考えることができる．

今後，このような協調下における曖昧性の生起を，コミュニケーションシステムの複雑化と関連づけて検討していく．今回の実験では，送信するスロットを 362[1] S. Pinker. The stuff of thought: Language as a window
into human nature. New York , Viking, 2007.
[2] Whiten A Byrne, R. Machiavellian intelligence. 1994.
[3] Bruno Galantucci. Experimental semiotics: A new
approach for studying communication as a form ofjoint action. Topics in Cognitive Science, 1(2):393–410, 2009.
[4] 金野武司, 森田純哉, and 橋本敬. 言語的コミュニケー
ションシステムの創発に関する実験的アプローチ. 計測と制御, 53(9):801–807, 2016.
[5] Morita J. Inoue, N. A behavioral task for exploring
dynamics of communication system in dilemma situations. 2021.
[6] Yuval Noah Harari. Sapiens: A brief history of humankind. Random House, 2014.
[7] Henrike Moll and Michael Tomasello. Cooperation andhuman cognition: The vygotskian intelligence hypothesis. Philosophical Transactions of the Royal Society
B: Biological Sciences, 362:639–648, 4 2007.

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O3-4(a) 競争優位条件 (全体)(b) 協調優位条件 (全体)(c) 競争優位条件 (高得点者)(d) 協調優位条件 (高得点者)(e) 競争優位条件 (低得点者)(f) 協調優位条件 (低得点者)

図 5: 各意味空間の Ambiguity の相関係数行列63

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O3-4(a) 競争優位条件 (高得点者)(b) 競争優位条件 (低得点者)(c) 協調優位条件 (高得点者)(d) 協調優位条件 (低得点者)

図 6: 各指標の相関係数行列64