Modélisation des marchés crypto avec l'apprentissage multi-agents
Une nouvelle approche pour comprendre la dynamique du marché crypto grâce à des techniques de modélisation avancées.
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Table des matières
- Recherches Précédentes sur la Modélisation des Marchés Crypto
- Limites des Modèles Traditionnels
- Utilisation de l'Apprentissage par renforcement multi-agent
- Aperçu du Modèle de Simulation
- Étapes de Mise en Œuvre du Modèle
- Observations du Modèle
- Directions Futures pour la Recherche
- Conclusion
- Source originale
Les marchés de la crypto sont connus pour leurs changements de prix rapides, ce qui les rend difficiles à prédire. Ils sont différents des marchés boursiers classiques parce qu'il y a plein de facteurs uniques qui influencent leurs prix. Contrairement aux actions, qui sont liées aux performances des entreprises, les actifs crypto ont leur propre valeur basée sur la technologie, l’intérêt des utilisateurs, et plein d'éléments extérieurs comme les lois et les tendances du marché.
Au fil des années, le nombre de cryptomonnaies a augmenté, et beaucoup de gens s'y intéressent pour trader. Il existe différents types d'actifs crypto : certains sont utilisés pour des transactions, tandis que d'autres peuvent représenter la propriété d'objets réels comme des biens immobiliers. Cette variété complique encore plus la compréhension de comment ces marchés fonctionnent.
Les modèles utilisés pour étudier ces marchés doivent prendre en compte leurs caractéristiques uniques. Les modèles traditionnels qui marchent bien pour les actions ne sont peut-être pas adaptés aux marchés crypto à cause de leurs particularités, comme les fluctuations extrêmes des prix et la technologie décentralisée.
Recherches Précédentes sur la Modélisation des Marchés Crypto
Les études précédentes se concentraient sur l'utilisation de méthodes de finance traditionnelle pour analyser les marchés crypto. Cependant, elles passaient souvent à côté de caractéristiques clés de ces marchés. Heureusement, de nouvelles méthodes comme la modélisation basée sur les Agents ont amélioré la compréhension de comment différents facteurs interagissent dans ces marchés.
La modélisation basée sur les agents permet aux chercheurs de simuler comment des traders individuels pourraient agir selon différentes stratégies et informations. Ces modèles peuvent reproduire certains comportements de marché souvent observés dans le trading réel, comme les Fluctuations de prix et les volumes de trading élevés.
De nombreuses études ont trouvé des motifs cohérents dans les changements de prix à travers différents marchés, connus sous le nom de faits stylisés. Par exemple, les prix ne montent souvent pas et ne descendent pas de manière normale, et parfois, des périodes d'activité élevée suivent d'autres avec moins d'activité. Cette connaissance peut aider à façonner la façon dont les modèles sont construits et comment ils fonctionnent.
Limites des Modèles Traditionnels
Les modèles traditionnels supposent souvent que tous les traders agissent de manière rationnelle en fonction des informations disponibles. Cependant, les marchés crypto sont influencés par des émotions et un comportement spéculatif, ce qui les rend imprévisibles. Les traders peuvent agir selon les tendances plutôt que sur des données solides, ce qui entraîne de fortes variations du marché.
Les modèles passés n’ont également pas réussi à capturer la large gamme de stratégies que les traders pourraient employer dans l’espace crypto. Le manque de techniques comme la vente à découvert ou l’effet de levier dans de nombreuses simulations initiales a limité leur efficacité.
Un autre défi est que les actifs crypto se tradent toute la journée, contrairement aux marchés traditionnels qui ont des horaires spécifiques. Cela signifie que les modèles doivent tenir compte d'un trading constant et du rythme rapide des changements de marché. Les diverses technologies qui soutiennent les différentes cryptomonnaies compliquent encore plus le paysage.
Apprentissage par renforcement multi-agent
Utilisation de l'Pour relever ces défis, les chercheurs se sont tournés vers une nouvelle approche appelée apprentissage par renforcement multi-agent (MARL). Cette méthode utilise plusieurs agents qui apprennent et adaptent leurs stratégies tout en interagissant les uns avec les autres et avec le marché. Chaque agent prend des décisions indépendantes basées sur son expérience et la situation actuelle du marché.
Dans ce cadre, les agents apprennent à prédire les prix et à exécuter des trades selon leur compréhension du marché. Ils peuvent adapter leurs stratégies avec le temps, réagissant aux changements qui se produisent dans l'environnement du marché. Cette capacité d'apprendre et de s'ajuster est cruciale dans le paysage crypto extrêmement volatile.
Une caractéristique majeure est que ces agents peuvent traiter différents types d'informations, les aidant à prendre des décisions de trading éclairées. Ils prennent en compte à la fois les prix du marché et les valeurs estimées des actifs pour une prise de décision plus complète.
Aperçu du Modèle de Simulation
Le modèle de simulation développé pour étudier les marchés crypto implique la mise en place d'agents qui fonctionneront selon un ensemble de règles. Chaque agent dans le modèle représente soit un investisseur individuel, soit un investisseur institutionnel. Ils échangent une gamme d'actifs crypto sur une période déterminée.
Le modèle prend en compte des facteurs importants comme les coûts de transaction et les taux d'intérêt pour le rendre aussi réaliste que possible. L'objectif principal est de tester la capacité des agents à prédire les tendances du marché et à exécuter des trades basés sur leurs stratégies.
La simulation est structurée en plusieurs étapes. D'abord, les agents sont initialisés avec des paramètres spécifiques, comme les actifs qu'ils vont trader et leurs comportements de départ. Ensuite, le modèle génère des mouvements de prix pour les actifs basés sur des modèles établis.
Les agents utilisent ensuite leurs stratégies pour effectuer des trades, plaçant des ordres dans une structure de marché centralisée. Le modèle fait continuellement correspondre les ordres d'achat et de vente, permettant aux prix de fluctuer et fournissant un retour d'information pour que les agents affinent leurs méthodes.
Étapes de Mise en Œuvre du Modèle
Mise en Place des Agents : Au début, le modèle initialise un certain nombre d'agents, chacun ayant des paramètres initiaux. Ces paramètres incluent leurs stratégies de trading et les actifs qu'ils vont gérer.
Initialisation des Fondamentaux du Marché : Tous les prix initiaux des actifs sont fixés, et les mouvements de prix suivants sont générés sur la base d'un environnement de marché simulé.
Prise de Décision des Agents : Les agents utilisent deux algorithmes principaux. Le premier algorithme se concentre sur la prédiction des prix futurs en fonction des informations du marché, tandis que le second gouverne les actions de trading telles que l'achat, la vente ou la conservation des actifs.
Gestion du Livre d'Ordres : À mesure que les agents passent leurs ordres, ceux-ci sont collectés et traités. Le livre d'ordres fait correspondre les ordres d'achat et de vente, fixant le prix du marché pour chaque actif en fonction de l'offre et de la demande.
Observations du Modèle
Le modèle fournit des aperçus sur le comportement des marchés crypto, reproduisant des caractéristiques de marché essentielles comme la volatilité des prix et le volume de trading. En comparant les données simulées avec les données du marché réel, les chercheurs peuvent évaluer la performance des agents.
Une constatation est que le modèle a tendance à montrer une plus grande stabilité des prix par rapport aux fluctuations réelles du marché. Cette divergence peut venir des stratégies des agents, qui peuvent parfois être trop conservatrices compte tenu de la nature imprévisible des actifs crypto.
Une autre observation est que la distribution des rendements du marché simulé suit certains schémas familiers trouvés dans les marchés réels. Malgré cela, le modèle peut encore avoir du mal avec des événements extrêmes et des changements soudains qui se produisent dans la réalité.
Directions Futures pour la Recherche
Il y a plusieurs domaines à améliorer dans le modèle pour augmenter sa précision et son efficacité. Un aspect important est de mieux capturer les événements rares du marché, comme les sauts rapides de prix ou les chutes significatives. Cela nécessite de peaufiner la façon dont les agents prennent des décisions face à des changements inattendus.
De plus, incorporer des données plus détaillées, comme l'activité de trading intra-journalière, pourrait fournir une compréhension plus riche de la dynamique du marché. Il pourrait aussi être bénéfique d'explorer comment les facteurs externes, comme les changements réglementaires ou les annonces économiques majeures, impactent les marchés crypto.
Rechercher ces domaines peut aider à créer des modèles plus robustes qui reflètent mieux les complexités du trading crypto. Alors que le marché continue d'évoluer, les efforts continus pour affiner ces modèles seront cruciaux pour comprendre comment naviguer dans ce paysage dynamique.
Conclusion
L'étude des marchés crypto pose de nombreux défis en raison de leurs caractéristiques uniques. Les modèles financiers traditionnels échouent souvent à prédire avec précision le comportement du marché. En utilisant l'apprentissage par renforcement multi-agent, les chercheurs peuvent simuler des interactions plus complexes qui ont lieu entre les différents participants du marché.
Les modèles développés montrent un certain potentiel pour reproduire des caractéristiques clés du marché. Cependant, il y a encore des opportunités d'améliorations. Les études futures devraient se concentrer sur l'amélioration de la représentation des données et la compréhension des effets des événements inattendus. À mesure que la recherche évolue, elle peut fournir des aperçus précieux sur l'environnement de trading crypto, bénéficiant à la fois aux traders et aux analystes de marché.
Titre: Modelling crypto markets by multi-agent reinforcement learning
Résumé: Building on a previous foundation work (Lussange et al. 2020), this study introduces a multi-agent reinforcement learning (MARL) model simulating crypto markets, which is calibrated to the Binance's daily closing prices of $153$ cryptocurrencies that were continuously traded between 2018 and 2022. Unlike previous agent-based models (ABM) or multi-agent systems (MAS) which relied on zero-intelligence agents or single autonomous agent methodologies, our approach relies on endowing agents with reinforcement learning (RL) techniques in order to model crypto markets. This integration is designed to emulate, with a bottom-up approach to complexity inference, both individual and collective agents, ensuring robustness in the recent volatile conditions of such markets and during the COVID-19 era. A key feature of our model also lies in the fact that its autonomous agents perform asset price valuation based on two sources of information: the market prices themselves, and the approximation of the crypto assets fundamental values beyond what those market prices are. Our MAS calibration against real market data allows for an accurate emulation of crypto markets microstructure and probing key market behaviors, in both the bearish and bullish regimes of that particular time period.
Auteurs: Johann Lussange, Stefano Vrizzi, Stefano Palminteri, Boris Gutkin
Dernière mise à jour: 2024-02-16 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2402.10803
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2402.10803
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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