Computerspelen en modellen in financieel onderzoek

Wat we weten over de globale financiële crisis is dat we niet veel weten

Paul Samuelson, Nobelprijswinnaar economie, 1999

Een citaat dat doorheen de tijd toepasbaar blijft. In 2008 kenden we de grootste financiële crisis sinds de depressie van de jaren ´30. Afnemend vertrouwen in de banken nam hun vermogen om leningen uit te geven weg, en het tekort aan geld trok ontelbare ondernemingen in het faillissement. De impact ervan, tot op de dag van vandaag nog voelbaar, is een pijnlijke herinnering aan de limieten van onze kennis met betrekking tot financiën.

GESTILEERDE FEITEN

De kredietcrisis is slechts één recent voorbeeld van de grillige natuur van markten. Prijzen stijgen en dalen op onvoorspelbare wijze en het menselijke element maakt voorspellingen moeilijk. Desondanks zijn er een aantal verschijnselen die consistent zichtbaar zijn voor verschillende markten doorheen de tijd: gestileerde feiten.

Een eerste gestileerde feit is de afwezigheid van autocorrelaties in prijsverschillen. Dit reflecteert de onvoorspelbaarheid van markten, en zegt dat het stijgen van de prijs van een handelswaar geen garantie is dat deze prijs in de toekomst zal blijven stijgen. De grootte van prijsverschillen is echter wel gecorreleerd: volatiliteitsclustering, het tweede gestileerde feit. Als in een bepaalde tijdsspanne de prijs van een handelswaar veel verandert zal in de daaropvolgende periode de prijs geneigd zijn om opnieuw veel te veranderen.

De laatste gestileerde feiten hebben betrekking tot het voorkomen van extreme gevallen, zoals de kredietcrisis. Een klokcurve is een vorm die men vaak terugziet in gegevens van bijvoorbeeld het gewicht of de lengte van mensen.  Deze klokcurve geeft veel kans om gevallen rond het gemiddelde terug te vinden (e.g. een lengte van 175 cm), en progressief minder kans om randgevallen tegen te komen (e.g. een lengte van 220 cm). Voor prijsverschillen blijkt de kans om zulke extreme gevallen tegen te komen veel groter te zijn dan voorspeld door een klokcurve. Dit geldt voor zowel prijsverhogingen als -verlagingen: de distributie van prijsverschillen heeft ‘dikke staarten’. Kijkt men echter naar prijsverschillen over een langere termijn, dan worden de dikke staarten minder prominent.

Deze gestileerde feiten zijn zichtbaar voor een breed aantal handelsgoederen. Enkele voorbeelden hiervan zijn de markten voor hout en katoen, maïs en sojascheuten, en verschillende beursaandelen. Ze zijn echter niet overal zichtbaar. Prijzen van e.g. aluminium vertonen ze niet. Hoe universeel zijn ze dan? Vertonen sommige markten eigenschappen die hun aanwezigheid verbergt of verhindert? Meer kennis over de oorsprong van de gestileerde feiten kan bijdragen tot een groter begrip van het algemeen prijsgedrag van handelsgoederen. Een belangrijke contributie hiertoe komt uit een onverwachte hoek: computerspelen.

VIRTUELE WERELDEN

EVE Online (of simpelweg EVE) is een online computerspel gecentreerd rond piloten van ruimteschepen in een verre toekomst. Spelers kunnen de ruimte verkennen, mineralen ontginnen, voorwerpen maken en deze verhandelen met elkaar. De vrije markt die zich hierdoor vormt is bijzonder in zijn vergelijkbaarheid met echte markten, desondanks een fundamenteel verschillende opbouw. Dit geeft onderzoekers de mogelijkheid om met gekende technieken een andere soort economie te bestuderen.

De prijzen van virtuele handelsgoederen in EVE blijken zich te gedragen zoals deze in de echte wereld. Ook de gestileerde feiten zijn aanwezig. Het is dus bijvoorbeeld onmogelijk om te voorspellen of de prijs van een schip in EVE zal stijgen gebaseerd op voorafgaand prijsgedrag, en net zoals echte goederen komen extreme stijgingen en dalingen van de prijs vaker voor dan voorspeld door een klokcurve.

De aanwezigheid van de gestileerde feiten in een markt die sterkt verschilt in opbouw van echte markten suggereert dat hun oorzaak ligt in de gemeenschappelijke factoren die de markten delen. Een van deze gemeenschappelijke factoren is het menselijke element en de onvoorspelbaarheid die het  met zich meebrengt. Dit werd verder onderzocht met behulp van een agent-gebaseerd model (AGM).

AGENT-GEBASEERDE MODELERING

Een AGM verschilt van klassieke aanpakken in zijn focus op afzonderlijke agenten die samen een groter geheel vormen; Individueel gedrag van deze agenten zorgt er dan voor dat in het geheel specifieke eigenschappen verschijnen, en in het onderzochte AGM een markt vormt.

Dit AGM bestaat uit agenten die tot de primaire, secundaire of tertiaire sector van een economie kunnen behoren. De primaire sector verkrijgt ruwe grondstoffen, die na verwerking tot afgewerkte producten door de secundaire sector worden geconsumeerd door de tertiaire sector. Agenten verhandelen deze goederen op een markt en passen hun prijzen aan om hun eigen winst te maximaliseren. De evolutie van deze prijzen kan dan, net zoals die van de echte en virtuele werelden, bestudeerd worden.

In de meest eenvoudige implementatie van het AGM staan de prijzen direct in relatie met de verhouding van agenten in de verschillende sectoren en zijn deze volledig voorspelbaar. Krijgen de agenten echter geen perfecte informatie meer over de markt en passen ze sporadisch hun prijzen op irrationele wijze aan, dan verdwijnt deze voorspelbaarheid. Als bijkomend externe factoren worden gemodelleerd onder de vorm van een variërend inkomen van ruwe grondstoffen, worden alle gestileerde feiten zichtbaar.

Deze resultaten suggereren enerzijds dat (menselijke) onvoorspelbaarheid aan de oorzaak ligt van gestileerde feiten in het prijsgedrag van markten. Anderzijds opent de vergelijkbaarheid van echte en virtuele markten nieuwe deuren voor economisch onderzoek. De effecten van een nieuw economisch beleid, zoals aangepaste belastingstructuren, zijn soms moeilijk om te voorspellen. Computerspelen met vergelijkbare markten als de echte wereld bieden dan een gepast laboratorium aan om de impact ervan te bestuderen.