Beyond the El Farol Dilemma: exploring decision dynamics in a financial context

This study focuses on understanding decision-making dynamics in a financial context, using El Farol's Dilemma as an analytical tool to explore coordination and behavior patterns among investors within financial markets. A multidisciplinary approach, combining concepts from behavioral economics and game theory, is adopted for a comprehensive analysis of investor dynamics. El Farol's Dilemma is a useful model to understand challenges such as market congestion, asymmetric information, and the herding behavior of investors. The modeling and simulation approach relies on agent behavior to represent interactions within a complex financial system. In this framework, it is important to highlight more realistic elements beyond conventional models to gain a deeper understanding of intricate interactions within the financial system. During the research, various modeling approaches are considered, including the use of stochastic cellular automata, the use of agents characterized by pavlovian or accountant personalities, an inductive approach, a reinforcement learning algorithm, and finally, the consideration of two categories of agents characterized by their strength and financial resources. Then, an analysis is conducted into the segmentation of investments, taking into account factors such as risk level, sectoral diversification, types of assets, and investment timeframes. The primary objective is to understand which types of investments yield greater gains for both categories of agents. A detailed study of investor behavior and market dynamics provides useful insights for enhancing investment strategies and formulating more effective regulatory policies. Furthermore, this thesis offers a comprehensive framework for understanding complex interactions in financial markets, laying the groundwork for further research and advancements in Mathematical Engineering and Finance.

Questo studio si concentra sull'analisi delle dinamiche decisionali in un contesto finanziario, impiegando il Dilemma di El Farol come strumento analitico chiave per illuminare le intricate dinamiche di coordinazione e comportamento degli investitori nei mercati finanziari. L'approccio multidisciplinare abbraccia concetti provenienti dall'economia comportamentale e dalla teoria dei giochi, mirando a esplorare in modo esauriente le dinamiche di coordinazione e comportamento degli investitori. Il Dilemma di El Farol emerge come un modello essenziale per comprendere le sfide legate alla congestione nei mercati finanziari, all'informazione asimmetrica e al comportamento gregario degli investitori. Nell'analisi, si utilizza un approccio basato sulla modellizzazione del comportamento degli agenti per descrivere realisticamente le interazioni degli investitori all'interno di un sistema finanziario complesso. In questo contesto, è importante evidenziare elementi più realistici oltre ai modelli convenzionali per ottenere una comprensione più approfondita delle intricate interazioni del sistema finanziario. Durante la ricerca, vengono considerati vari approcci di modellizzazione, inclusi l'uso di automi cellulari stocastici, l'utilizzo di agenti caratterizzati da personalità pavloviana o accountant, un approccio induttivo, un algoritmo di apprendimento per rinforzo e infine, la considerazione di due categorie di agenti caratterizzate dalla loro forza e da differenti risorse finanziarie. In seguito, l'indagine si concentra sulla suddivisione degli investimenti, considerando fattori chiave come il livello di rischio, la diversificazione per settori, la tipologia di asset e gli orizzonti temporali di investimento. Infatti, l'obiettivo è comprendere quali tipologie di investimenti conducano a un maggiore guadagno per entrambe le categorie di agenti. L'analisi del comportamento degli investitori e delle dinamiche di mercato fornisce informazioni cruciali per migliorare le strategie di investimento e sviluppare politiche regolatorie più efficaci. Inoltre, questa tesi offre un quadro completo per comprendere le complesse interazioni nei mercati finanziari, aprendo la strada a ulteriori ricerche e sviluppi nel campo dell'Ingegneria Matematica e della Finanza.