stringtranslate.com

Распределение предметов без зависти

Распределение предметов без зависти (EF) — это проблема справедливого распределения предметов , в которой критерием справедливости является отсутствие зависти — каждый агент должен получить набор, который, по его мнению, по крайней мере так же хорош, как набор любого другого агента. [1] : 296–297 

Поскольку элементы неделимы, назначение EF может не существовать. Самый простой случай — когда есть один элемент и по крайней мере два агента: если элемент назначен одному агенту, другой будет завидовать.

Одним из способов достижения справедливости является использование денежных переводов . Когда денежные переводы не допускаются или нежелательны, существуют алгоритмы распределения, обеспечивающие различные виды послаблений.

Нахождение распределения, свободного от зависти, если оно существует

Предпочтения-упорядочения в пакетах: свобода от зависти

Процедура подрезки находит полное распределение EF для двух агентов, если-и-только-если такое распределение существует. Она требует, чтобы агенты ранжировали наборы элементов, но не требует кардинальной информации о полезности. Она работает всякий раз, когда отношения предпочтений агентов строго монотонны, но не требует предположения, что они являются отзывчивыми предпочтениями . В худшем случае агентам, возможно, придется ранжировать все возможные наборы, поэтому время выполнения может быть экспоненциальным по количеству элементов.

Предпочтения-упорядочения по пунктам: необходимая/возможная свобода от зависти

Обычно людям проще ранжировать отдельные элементы, чем ранжировать наборы. Предполагая, что все агенты имеют адаптивные предпочтения , можно поднять ранжирование элементов до частичного ранжирования наборов. Например, если ранжирование элементов равно w>x>y>z, то адаптивность подразумевает, что {w,x}>{y,z} и {w,y}>{x,z}, но не подразумевает ничего о связи между {w,z} и {x,y}, между {x} и {y,z} и т. д. При наличии ранжирования элементов:

Известны следующие результаты:

Кардинальные коммунальные услуги

Пустое распределение всегда EF. Но если мы хотим некоторую эффективность в дополнение к EF, то проблема принятия решения становится вычислительно сложной: [1] : 300–310 

Проблема принятия решения может стать поддающейся решению, если некоторые параметры задачи считать фиксированными малыми константами: [8]

Нахождение распределения с ограниченным уровнем зависти

Многие процедуры находят распределение, которое "почти" свободно от зависти, т. е. уровень зависти ограничен. Существуют различные понятия "почти" свободного от зависти:

EF1 — без зависти максимум до одного пункта

Распределение называется EF1, если для каждых двух агентов A и B, если мы удаляем не более одного элемента из набора B, то A не завидует B. [9] Распределение EF1 всегда существует и может быть эффективно найдено с помощью различных процедур, в частности:

EFx - без зависти к любому пункту

Распределение называется EFx, если для каждых двух агентов A и B, если мы удалим любой элемент из набора B, то A не будет завидовать B. [14] EFx строго сильнее EF1: EF1 позволяет нам устранить зависть, удалив наиболее ценный элемент (для A) из набора B; EFx требует, чтобы мы устранили зависть, удалив наименее ценный элемент (для A). Известно, что распределение EFx существует в некоторых особых случаях:

Известны некоторые приближения:

Остается открытым вопрос, существует ли распределение EFx вообще. Наименьший открытый случай — 4 агента с аддитивными оценками.

В отличие от EF1, который требует логарифмического количества запросов по количеству элементов, вычисление распределения EFx может потребовать линейного количества запросов, даже если есть два агента с идентичными аддитивными оценками. [11]

Другое различие между EF1 и EFx заключается в том, что количество распределений EFX может быть всего 2 (для любого количества элементов), в то время как количество распределений EF1 всегда экспоненциально зависит от количества элементов. [24]

EFm - приближенное значение без зависти для смеси делимых и неделимых элементов

Некоторые сценарии деления включают как делимые, так и неделимые элементы, такие как делимые земли и неделимые дома. Распределение называется EFm , если для каждых двух агентов A и B: [25]

Распределение EFm существует для любого количества агентов. Однако для его нахождения требуется оракул для точного деления торта. Без этого оракула распределение EFm может быть вычислено за полиномиальное время в двух особых случаях: два агента с общими аддитивными оценками или любое количество агентов с кусочно-линейными оценками.

В отличие от EF1, которая совместима с Парето-оптимальностью, EFm может быть несовместима с ней.

Минимизация зависти

Вместо того, чтобы использовать худшую границу для количества зависти, можно попытаться минимизировать количество зависти в каждом конкретном случае. Подробности и ссылки см. в разделе минимизация зависти .

Нахождение частичного распределения EF

Процедура AL находит распределение EF для двух агентов. Она может отбросить некоторые элементы, но окончательное распределение является эффективным по Парето в следующем смысле: никакое другое распределение EF не лучше для одного и слабо лучше для другого. Процедура AL требует от агентов только ранжирования отдельных элементов. Она предполагает, что у агентов есть отзывчивые предпочтения , и возвращает распределение, которое обязательно является свободным от зависти (NEF).

Процедура Adjusted winner возвращает полное и эффективное распределение EF для двух агентов, но может потребоваться сократить один элемент (в качестве альтернативы один элемент остается в общей собственности). Она требует, чтобы агенты сообщали числовое значение для каждого элемента, и предполагает, что они имеют аддитивные полезности .

Когда каждый агент может получить максимум один элемент, а оценки являются бинарными (каждому агенту либо нравится, либо не нравится каждый элемент), существует алгоритм с полиномиальным временем, который находит свободное от зависти соответствие максимальной мощности. [26]

Существование распределений EF со случайными оценками

Если агенты имеют аддитивные функции полезности, которые выведены из распределений вероятностей, удовлетворяющих некоторым критериям независимости, и количество элементов достаточно велико по сравнению с количеством агентов, то распределение EF существует с высокой вероятностью . В частности:

С другой стороны, если количество элементов недостаточно велико, то с высокой вероятностью распределение EF не существует.

Свобода от зависти против других критериев справедливости

Подробную информацию и ссылки см. в разделе «Справедливое распределение предметов» .

Сводная таблица

Ниже используются следующие сокращения:

Ссылки

  1. ^ ab Брандт, Феликс; Конитцер, Винсент; Эндрисс, Улле; Ланг, Жером; Прокачча, Ариэль Д. (2016). Справочник по вычислительному социальному выбору. Cambridge University Press. ISBN 9781107060432.(бесплатная онлайн-версия)
  2. ^ Бувере, Сильвен; Эндрисс, Улле; Ланг, Жером (2010-08-04). «Справедливое разделение при порядковых предпочтениях: вычисление свободного от зависти распределения неделимых благ». Труды конференции 2010 года по ECAI 2010: 19-я Европейская конференция по искусственному интеллекту . NLD: IOS Press: 387–392. ISBN 978-1-60750-605-8.
  3. ^ Азиз, Харис; Гасперс, Серж; Маккензи, Саймон; Уолш, Тоби (2015-10-01). «Справедливое назначение неделимых объектов при порядковых предпочтениях». Искусственный интеллект . 227 : 71–92. arXiv : 1312.6546 . doi : 10.1016/j.artint.2015.06.002 . ISSN  0004-3702. S2CID  1408197.
  4. ^ Липтон, Р. Дж.; Маркакис, Э.; Моссел, Э.; Сабери, А. (2004). «О приблизительно справедливом распределении неделимых товаров». Труды 5-й конференции ACM по электронной коммерции — EC '04 . стр. 125. doi :10.1145/988772.988792. ISBN 1-58113-771-0.
  5. ^ Plaut, Benjamin; Roughgarden, Tim (2020-01-01). «Сложность связи дискретного справедливого деления». SIAM Journal on Computing . 49 (1): 206–243. arXiv : 1711.04066 . doi : 10.1137/19M1244305. ISSN  0097-5397. S2CID  212667868.
  6. ^ abc Бувере, С.; Ланг, Дж. (2008). «Эффективность и свобода от зависти при справедливом разделении неделимых благ: логическое представление и сложность». Журнал исследований искусственного интеллекта . 32 : 525–564. doi : 10.1613/jair.2467 .
  7. ^ Де Кейзер, Барт; Бувере, Сильвен; Клос, Томас; Чжан, Инцянь (2009). «О сложности эффективности и свободе от зависти при справедливом разделении неделимых благ с дополнительными предпочтениями». Алгоритмическая теория принятия решений . Конспект лекций по информатике. Том 5783. стр. 98. doi :10.1007/978-3-642-04428-1_9. ISBN 978-3-642-04427-4.
  8. ^ Bliem, Bernhard; Bredereck, Robert; Niedermeier, Rolf (2016-07-09). «Сложность эффективного и свободного от зависти распределения ресурсов: несколько агентов, ресурсов или уровней полезности». Труды Двадцать пятой Международной совместной конференции по искусственному интеллекту . IJCAI'16. Нью-Йорк, Нью-Йорк, США: AAAI Press: 102–108. ISBN 978-1-57735-770-4.
  9. ^ ab Budish, Eric (2011). «Комбинаторная задача о назначениях: приблизительное конкурентное равновесие из равных доходов». Журнал политической экономии . 119 (6): 1061–1103. CiteSeerX 10.1.1.357.9766 . doi :10.1086/664613. S2CID  154703357. 
  10. ^ Caragiannis, Ioannis; Kurokawa, David; Moulin, Hervé; Procaccia, Ariel D.; Shah, Nisarg; Wang, Junxing (2016). Необоснованная справедливость максимального благосостояния Нэша (PDF) . Труды конференции ACM 2016 года по экономике и вычислениям - EC '16. стр. 305. doi :10.1145/2940716.2940726. ISBN 9781450339360.
  11. ^ ab Oh, Hoon; Procaccia, Ariel D.; Suksompong, Warut (2019-07-17). «Справедливое распределение многих товаров с небольшим количеством запросов». Труды конференции AAAI по искусственному интеллекту . 33 (1): 2141–2148. arXiv : 1807.11367 . doi : 10.1609/aaai.v33i01.33012141 . ISSN  2374-3468. S2CID  51867780.
  12. ^ аб Берчи, Кристоф; Берчи-Ковач, Эрика Р.; Борос, Эндре; Гедефа, Фекаду Толесса; Камияма, Наоюки; Кавита, Теликепалли ; Кобаяши, Юсуке; Макино, Казухиса (08.06.2020). «Релаксация без зависти для товаров, работы по дому и смешанных предметов». arXiv : 2006.04428 [econ.TH].
  13. ^ Било, Витторио; Караяннис, Иоаннис; Фламмини, Микеле; Игараси, Аюми; Монако, Джанпьеро; Петерс, Доминик; Винчи, Козимо; Цвикер, Уильям С. (2022). «Почти незавидное распределение со связанными связками». Игры и экономическое поведение . 131 : 197–221. arXiv : 1808.09406 . дои : 10.1016/j.geb.2021.11.006. S2CID  52112902.
  14. ^ abc Caragiannis, Ioannis; Kurokawa, David; Moulin, Hervé; Procaccia, Ariel D.; Shah, Nisarg; Wang, Junxing (2016). Необоснованная справедливость максимального благосостояния Нэша (PDF) . Труды конференции ACM 2016 года по экономике и вычислениям - EC '16. стр. 305. doi :10.1145/2940716.2940726. ISBN 9781450339360.
  15. ^ Plaut, Benjamin; Roughgarden, Tim (2020-01-01). «Почти свобода от зависти с общими оценками». SIAM Journal on Discrete Mathematics . 34 (2): 1039–1068. arXiv : 1707.04769 . doi : 10.1137/19M124397X. ISSN  0895-4801. S2CID  216283014.
  16. ^ Аманатидис, Георгиос; Бирмпас, Георгиос; Филос-Ратсикас, Арис; Холлендер, Александрос; Вудурис, Александрос А. (2021). «Максимальное благосостояние Нэша и другие истории об EFX». Теоретическая информатика . 863 : 69–85. arXiv : 2001.09838 . doi : 10.1016/j.tcs.2021.02.020. S2CID  210920309.
  17. ^ Махара, Рёга (2020-08-20). «Существование EFX для двух аддитивных оценок». arXiv : 2008.08798 [cs.GT].
  18. ^ Чаудхури, Бхаскар Рэй; Гарг, Джугал; Мельхорн, Курт (30.05.2020). «EFX существует для трех агентов». arXiv : 2002.05119 [cs.GT].
  19. ^ {{цитировать arXiv:2205.07638 [cs.GT]}}
  20. ^ Чан, Хау; Чен, Цзин; Ли, Бо; У, Сяовэй (25 октября 2019 г.). «Максимин-ориентированное распределение неделимых благ». arXiv : 1905.09969 [cs.GT].
  21. ^ Аманатидис, Георгиос; Нтокос, Апостолос; Маркакис, Евангелос (2020). «Несколько зайцев одним выстрелом: победа над EFX и GMMS с помощью устранения цикла зависти». Теоретическая информатика . 841 : 94–109. arXiv : 1909.07650 . doi : 10.1016/j.tcs.2020.07.006. S2CID  222070124.
  22. ^ Caragiannis, Ioannis; Gravin, Nick; Huang, Xin (2019-06-17). «Свобода от зависти к любому предмету с высоким благосостоянием Нэша: добродетель пожертвований предметов». Труды конференции ACM 2019 года по экономике и вычислениям . EC '19. Phoenix, AZ, USA: Association for Computing Machinery. стр. 527–545. arXiv : 1902.04319 . doi : 10.1145/3328526.3329574. ISBN 978-1-4503-6792-9. S2CID  60441171.
  23. ^ Чаудхури, Бхаскар Рэй; Кавита, Теликепалл ; Мельхорн, Курт; Сгурица, Алкмини (2019-12-23), «Немного благотворительности гарантирует почти свободу от зависти», Труды симпозиума ACM-SIAM 2020 года по дискретным алгоритмам , Труды, Общество промышленной и прикладной математики, стр. 2658–2672, arXiv : 1907.04596 , doi : 10.1137/1.9781611975994.162, ISBN 978-1-61197-599-4, S2CID  195874127 , получено 2020-10-02
  24. ^ Суксомпонг, Варут (30.09.2020). «О числе почти свободных от зависти распределений». Дискретная прикладная математика . 284 : 606–610. arXiv : 2006.00178 . doi : 10.1016/j.dam.2020.03.039. ISSN  0166-218X. S2CID  215715272.
  25. ^ Бэй, Сяохуэй; Ли, Цзыхао; Лю, Цзиньянь; Лю, Шэнсинь; Лу, Синьхан (2021). «Справедливое разделение смешанных делимых и неделимых товаров». Искусственный интеллект . 293 : 103436. arXiv : 1911.07048 . doi : 10.1016/j.artint.2020.103436. S2CID  231719223.
  26. ^ Айгнер-Хорев, Элад; Сегал-Халеви, Эрель (2022). «Сочетания без зависти в двудольных графах и их применение к справедливому делению». Информационные науки . 587 : 164–187. arXiv : 1901.09527 . doi : 10.1016/j.ins.2021.11.059. S2CID  170079201.
  27. ^ Манурангси, Пасин; Суксомпонг, Варут (2021-04-08). «Закрытие пробелов в асимптотическом справедливом делении». Журнал SIAM по дискретной математике . 35 (2): 668–706. arXiv : 2004.05563 . doi : 10.1137/20M1353381. S2CID  215744823.
  28. ^ ab Джон П. Дикерсон; Джонатан Голдман; Джереми Карп; Ариэль Д. Прокачча; Туомас Сандхолм (2014). Вычислительный взлет и падение справедливости . В трудах Двадцать восьмой конференции AAAI по искусственному интеллекту (2014). стр. 1405–1411. CiteSeerX 10.1.1.703.8413 . Ссылка ACM
  29. ^ ab Manurangsi, Pasin; Suksompong, Warut (2020-07-02). «Когда существуют распределения без зависти?». SIAM Journal on Discrete Mathematics . 34 (3): 1505–1521. arXiv : 1811.01630 . doi : 10.1137/19M1279125. S2CID  220363902.