Probably Approximately Efficient
Combinatorial Auctions
via Machine Learning
2018/02/15
AI Lab Gota Morishita
What is Auction Theory?
ミクロ経済学の分野
特にゲーム理論
特に特にメカニズムデザイン
What is Auction Theory?
- 誰が
- 何を
- いくら支払って
手に入れるかを決める枠組み
Applications
周波数オークション
1994年にFCCのもと、アメリカで行われた
複数の周波数の帯域に対するオークション
同時競り上げ式から、今現在は複数の帯域に対して入札する仕組み(今回の仕組み)になった
https://www.fcc.gov/auctions/about-auctions
What are Combinatorial Auctions?
Center
Allocation
Payments
Then, Why NOT a Single-item Auction?
- アイテムの組み合わせの価値は、アイテムの価値の足し算ではない
- Exposure Problem
- パレート最適になるとは限らない
Not Additive
Coffee Muffine Set
Bidder 1 $3 $3 $9
Bidder 2 $4 $4 $8
Exposure Problem
Coffee Muffine Set
Bidder 1 $3 $3 $9
Bidder 2 $4 $4 $8
Setで欲しいからcoffeeは
高めに入札しよう
bidder 1
Break Pareto Optimality
Coffee Muffine Set
Bidder 1 $3 $2 $8
Bidder 2 $4 $1 $6
Break Pareto Optimality
Coffee Muffine Set
Bidder 1 $3 $2 $8
Bidder 2 $4 $1 $6
Combinatorial Auctions is Resurgent
Center
Allocation
Payments
Recap: Burden of the Value Space Growth
Bidder
Auctioneer
全てのアイテムの組み合わせに対して入札するのが大変
パレート最適なアイテムのアロケーション問題 (Determining the winner problem)がNP-hard
The Proposed System
Proxy 1
Proxy 2
Proxy n
Center
Mechanism
Allocation
Payments
How an ML Works in the Proposed System?
Proxy 1
Proxy 2
Proxy n
Center
Mechanism
Allocation
Payments
ML
ML
ML
How is an ML Trained?
組み合わせ v
010 $3
011 $5
111 $12
Train data
predict
組み合わせ v~
001 $1
010 $3
100 $4
011 $6
How an ML Works in the Proposed System?
One-shot Mechanism
Iterative Mechanism
フィードバックなし
個人合理性の保証なし
フィードバックあり
個人合理性の保証あり
Iterative Mechanism Algorithm
Proxy 1
Proxy 2
Proxy n
Center
Mechanism
Allocation
Payments
ML
ML
ML
Measurement : Probably Approximately Efficiency
予測価値関数から導かれるallocationが効率的かわからない...
真の価値関数がある分布に従ってると仮定することで、確率的な効率性を定義
MechanismがPAEであるとは、以下の式を満たすこと。
真の価値関数から得られ
たAllocationの価値
Experimental Analysis
周波数オークションのデータ
様々なセッティング
● Bundle spaceからのサンプリングの方法
● サンプル数(10, 20, 40)
● Proxy(ML, No ML)
● 価値関数の分布(GSVM, LSVM)
ML Outperforms no-ML
q:入札者が最初に入札する数
(Brero, Gianluca, et al. 2017 AAAI)
Sensitivity to Hyperparameters
(Brero, Gianluca, et al. 2017 AAAI)
Summary
Pros
Efficiencyを保ったまま、入札数を減らせる
SVRを使うとDetermining the winner Problemを効率化できる
Cons
truthfully implementableの話をしていない
allocation ruleがblackboxなので、bidderに説明できない
payment ruleを指定しないとメカニズムとは言わない
Reference
Probably Approximately Efficient Combinatorial Auctions via Machine Learning
Gianluca Brero, Benjamin Lubin, Sven Seuken
Proceedings of the Thirty-First AAAI Conference on Artificial Intelligence (AAAI-17)

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