An evolutionary model of personality traits related to cooperative behavior using a large language model

📄 arXiv: 2310.05976v1 📥 PDF

作者: Reiji Suzuki, Takaya Arita

分类: physics.soc-ph, cs.AI, cs.CL, cs.GT, cs.MA, cs.NE, q-bio.PE

发布日期: 2023-10-03

备注: 7 pages, 4 figures and 1 table

期刊: Sci.Rep. 14 (2024) 5989

DOI: 10.1038/s41598-024-55903-y

💡 一句话要点

提出基于大语言模型的个性特征进化模型以研究合作行为

🎯 匹配领域: 支柱九：具身大模型 (Embodied Foundation Models)

关键词: 个性特征 合作行为 大语言模型 进化模型 博弈论 社会群体 生成模型

📋 核心要点

  1. 现有方法在模拟个性特征与合作行为之间的复杂关系时存在不足，难以捕捉多样性和高阶表现。
  2. 论文提出了一种将个性特征语言描述作为基因的代理模型，利用大语言模型提取行为决策策略。
  3. 实验结果表明，该模型能够有效展示合作行为的进化，并反映个性特征的语义变化。

📝 摘要（中文）

本论文旨在通过引入生成模型的丰富表现力，揭示多样化和社会性群体的进化动态。具体而言，我们关注在博弈论关系背景下个性特征的进化，构建了一种代理模型，其中与合作行为相关的个性特征的语言描述被用作基因。通过从大语言模型中提取的确定性策略，基于这些个性特征做出行为决策。我们通过初步实验和分析，表明该模型能够展示基于个性特征的合作行为进化，并观察到合作与自私个性特征的反复入侵，发现进化基因中出现的词汇在语义上很好地反映了其个性的行为倾向。

🔬 方法详解

问题定义：本论文旨在解决如何有效模拟个性特征与合作行为之间的关系，现有方法难以捕捉个性特征的多样性和复杂性。

核心思路：通过将个性特征的语言描述视为基因，并利用大语言模型提取的策略作为行为特征，构建一个动态进化模型，以反映个体间的博弈关系。

技术框架：整体架构包括个性特征的语言描述生成、基于这些特征的行为决策策略提取，以及基于平均收益的选择和基因突变过程。

关键创新：最重要的创新在于将生成模型的表达能力引入个性特征的进化模型中，能够更好地模拟个体间的合作与自私行为的动态变化。

关键设计：模型中采用了大语言模型生成个性特征描述，并通过微调基因以促进合作或自私行为，设计了适应性突变机制以增强模型的灵活性。

🖼️ 关键图片

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📊 实验亮点

实验结果显示，该模型能够有效展示合作行为的进化，个性特征的语义变化与行为倾向高度相关，反复观察到合作与自私特征的动态入侵，验证了模型的有效性和创新性。

🎯 应用场景

该研究的潜在应用领域包括社会科学、心理学和人工智能中的人机交互等。通过深入理解个性特征与合作行为的关系，可以为设计更具人性化的智能系统提供理论基础，促进社会群体的协作与互动。未来可能影响个性化推荐系统和社会网络分析等领域。

📄 摘要（原文）

This paper aims to shed light on the evolutionary dynamics of diverse and social populations by introducing the rich expressiveness of generative models into the trait expression of social agent-based evolutionary models. Specifically, we focus on the evolution of personality traits in the context of a game-theoretic relationship as a situation in which inter-individual interests exert strong selection pressures. We construct an agent model in which linguistic descriptions of personality traits related to cooperative behavior are used as genes. The deterministic strategies extracted from Large Language Model (LLM) that make behavioral decisions based on these personality traits are used as behavioral traits. The population is evolved according to selection based on average payoff and mutation of genes by asking LLM to slightly modify the parent gene toward cooperative or selfish. Through preliminary experiments and analyses, we clarify that such a model can indeed exhibit the evolution of cooperative behavior based on the diverse and higher-order representation of personality traits. We also observed the repeated intrusion of cooperative and selfish personality traits through changes in the expression of personality traits, and found that the emerging words in the evolved gene well reflected the behavioral tendency of its personality in terms of their semantics.