¿Cuáles son algunos ejemplos complejos y prácticos de los equilibrios de Nash?

La paradoja de Braess no es un ejemplo necesariamente ‘complejo’ (aunque puede aplicarse en situaciones complejas), pero es práctico y algo contra-intuitivo. (Según la gran sugerencia de Justin Rising, vale la pena mirar el concepto más general de Precio de la anarquía, si lo encuentra interesante). En palabras simples, afirma que a veces agregar capacidad a una red de transporte disminuirá el rendimiento general porque el nuevo equilibrio de Nash es subóptimo (suponiendo que todos los agentes estén interesados ​​y sean racionales). En el (muy) peor de los casos, el tráfico a través de la red podría ser el doble de malo que el tráfico sin la capacidad adicional.

El ejemplo más simple es este: imagina que estás tratando de llegar de una ciudad a otra . Hay dos caminos entre el origen y el destino, y ambos pasan por ciudades intermedias ( arriba y abajo ). El tiempo de viaje a través de los bordes que están marcados como x, es una función del número de viajeros, digamos que toma x / 100 minutos ir de s hacia arriba (y de manera similar de abajo hacia t ). El tiempo de viaje de s al fondo (y de arriba a t ) es de 1 hora fija. El camino discontinuo aún no es funcional.

Digamos que hay 5000 viajeros. El tiempo de viaje esperado es 2500/100 + 60 = 85 minutos en cada ruta. En otras palabras, la mitad de los viajeros optarán por la parte superior y la otra mitad por el otro lado. Esto se debe a que cualquier otra distribución de viajeros haría que un camino fuera menos atractivo que el otro y, por lo tanto, los nuevos viajeros elegirían el camino más rápido (un Equilibrio de Nash).

Ahora, si un planificador urbano benevolente decide agregar el camino desde la línea punteada de arriba hacia abajo ), lo que toma una cantidad insignificante de tiempo para viajar. En este caso, un agente racional en la ciudad siempre elegiría la carretera superior porque, en el peor de los casos, tomará 5000/100 = 50 minutos para llegar a la mitad. El mismo argumento se aplica cuando llega a la mitad y elige de nuevo. Pero mira lo que sucederá ahora, el agente pasará 50 + 50 = 100 minutos en el camino, en lugar de los 85 que habrían pasado antes.

Se podía ver cómo las generalizaciones de tal fenómeno podrían tener implicaciones reales en las redes informáticas, el transporte urbano y otras redes de transporte. Por supuesto, los humanos no son necesariamente racionales o egoístas, y ahí es donde las cosas se vuelven mucho más complejas. Pero creo que este ejemplo en particular es un caso en el que podría tener implicaciones prácticas, y es bastante fácil de explicar y analizar en una breve nota.

Uno de los ejemplos más complejos y prácticos sería un modelo de economía mundial (usaré una fracción de él, de lo contrario terminarás un artículo científico tuyo).

Imagine varias compañías que venden petróleo. Todos usan tecnología similar y el costo de producción es igual para todos. Inicialmente, venden el petróleo por el mismo precio.
Un día, el vendedor A piensa que puede vender petróleo más barato para aumentar las ventas, y baja un poco el precio. Todos los clientes comienzan a comprarle, dejando a otros proveedores sin ingresos.
La reacción inmediata de los demás también sería bajar sus precios. Además, alguien lo establecerá más bajo que todos los demás proveedores, y el historial se repetirá.
Un día, todos llegarán al punto en que bajar el precio causará pérdidas para su negocio. Ya nadie puede bajar el precio, por lo tanto, no hay competidor en este sistema que pueda, solo por sus únicas acciones, aprovecharse de sus competidores . Esta situación se llama equilibrio de Nash .