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TASFR T30527-b-fr Contrôle de lémergence dans les systèmes dagents cognitifs autonomes. Vers la génération automatique dagents autocontrôlés Caroline Chopinaud.

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1 TASFR T30527-b-fr Contrôle de lémergence dans les systèmes dagents cognitifs autonomes. Vers la génération automatique dagents autocontrôlés Caroline Chopinaud Amal El Fallah Seghrouchni Patrick Taillibert Le 27 Février 2006 – Séminaire SMA – LIP6

2 2 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Contexte et Problématique Contexte Applications critiques Systèmes embarqués Systèmes temps réels Utilisation des systèmes multiagents (SMA) Réduire la complexité de conception (modularité) Augmenter la robustesse (décentralisation, autonomie) Problématique Confiance dans le comportement du SMA Etre en accord avec les spécifications Eviter les comportements inattendus pouvant entraîner léchec du système

3 3 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Problèmes de confiance Autonomie des agents Prend seul ses décisions [Barber 99] Emergence du comportement du système Comportements attendus Comportements inattendus Peut entraîner léchec du système Apparition de comportements indésirables = comportements inattendus ne respectant pas les spécifications du système

4 4 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Problème supplémentaire Bugs du système Vérification classique pas sûre à 100% Model Checking sur un modèle du système (très coûteux) Tests non exhaustifs Démonstration automatique lourde et complexe SMA accroît les difficultés de validation Modélisation (explosion détats) Indéterminisme Distribution Communication asynchrone Apparition derreurs en condition réelle dexécution

5 5 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Objectif! Garantir quun SMA ne génèrera pas de comportements indésirables

6 6 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Plan de lexposé Le contrôle dagents La description du contrôle Génération des agents autocontrôlés

7 7 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Le contrôle dagent 3 étapes : Surveillance du comportement des agents Détection des comportements indésirables Régulation du comportement des agents problématiques

8 8 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Surveillance du comportement Monitoring (software) : Observation et compréhension du comportement dun programme au cours de son exécution Instrumentation des programmes pour observer les événements Insertion de sondes logicielles Manuelle ou automatique Instrumentation automatique Code des agents Facilite le travail du développeur Réduit le risque derreur

9 9 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Le contrôle dagent 3 étapes : Surveillance du comportement des agents Détection des comportements indésirables Régulation du comportement des agents problématiques

10 10 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Détection des comportements indésirables (1) Normes Définition des comportements ou des situations idéales Contraintes/indications sur le comportement Éviter des conflits Restreindre les possibilités daction des agents Confiance entre les agents Accepter et respecter les normes au moment de la prise de décision

11 11 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Détection des comportements indésirables (2) Lois Normes non prises en compte au moment de la prise de décisions Séparation de la définition du contrôle et de limplémentation des agents Définissent des comportements et des situations souhaités ou redoutés Correspondent aux exigences significatives du fonctionnement du système Détection de transgression des lois

12 12 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Le contrôle dagent 3 étapes : Surveillance du comportement des agents Détection des comportements indésirables Régulation du comportement des agents problématiques

13 13 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Régulation du comportement Effectuée par les agents eux-mêmes Capacité de raisonnement Informations de transgression Stratégie de régulation Fournie par le développeur Associée à la transgression dune loi

14 14 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Plan de lexposé Le contrôle dagent La description du contrôle La génération des agents autocontrôlés

15 15 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Description des lois Fournit un ensemble de concepts de base Utilisés dans les lois Utilisés pour décrire lapplication et le modèle dagent Étendus pour raffiner la description Par le concepteur du modèle et de lapplication Reliés à limplémentation du modèle dagent Définition de liens par les concepteurs Fournit un langage de lois Description dactions ou détats Redoutés Souhaités Notion de temps ou de relation temporelle

16 16 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Concepts de base Agent Caractéristique Message Objet But Plan Connaissance Action CreationAgent ReceptionMessage EnvoiMessage Migration

17 17 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Exemples Concepts : Agent(nom, type) EnvoiMessage(expéditeur, destinataire, message) Liens concepts/implémentation : hook(EnvoiMessage, predicate(sendMessage, 2), [MESSAGE, RECEIVER], [argument(1), argument(2)]).

18 18 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Langage de description (1) Opérateurs déontiques. Interdiction (FORBIDDEN) Obligation (OBLIGED) Actions Agent do Action Action ou changement de valeur dune Caractéristique Etats Agent be State Etat résultant dune Action ou valeur dune Caractéristique Notion temporelle BEFORE/AFTER (une action) [avec du temps (+/- secondes)] IF (un état) Enchaînement dactions/états THEN Conjonction dactions/états AND

19 19 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Langage de description (2) Sous-ensemble de la logique déontique dynamique [Meyer 85] Logique modale Opérateur déontique standard [von Wright 51] Obligation Interdiction Permission Exprime la différence entre lidéal et le réel (notion de violation) Relation temporelle entre actions et états du monde

20 20 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Exemple de lois (agent : Agent) FORBIDDEN (agent do EnvoiMessage) AFTER (agent do EnvoiMessage) – 10. (agentA : Agent && agentB : Agent) FORBIDDEN (agentA do Migration) IF (agentB be Migration). (agentA : Agent) OBLIGED (agentA do EnvoiMessage and content = « A ») AND (agentA do EnvoiMessage and content = « B »).

21 21 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Plan de lexposé Le contrôle dagent La description du contrôle La génération des agents autocontrôlés

22 22 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Agent autocontrôlés (1) Génération automatique à partir de Programme de comportement Ensemble de lois associées Liens entre les concepts et limplémentation Autocontrôle Principe de lobservateur Architecture dagent spécifique

23 23 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Principe de lobservateur PROGRAMME SOUS SURVEILLANCE MODELE CONTROLEUR CONNEXIONS

24 24 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Principe de lobservateur MODELEPROGRAMME Début S1 Début S2 Fin S1 Fin S2

25 25 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Agent autocontrôlé (2) Principe de lobservateur [Diaz 1994] Installer au sein des agents Modélisation des lois sous forme de réseau de Petri Relier les lois au programme des agents par des points de contrôle

26 26 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Génération automatique (1) Insertion des points de contrôle (instrumentation) Utilisation du tissage Principe de la programmation par aspect [Wampler 2003] Injection de code à partir de la définition de point de jonction. Au niveau des événements décrits dans les lois A partir de la description des liens concepts/implémentation

27 27 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Génération automatique (2) Génération automatique du réseau de Petri. LOI Expression logique {Réseaux de Petri} RESEAU DE PETRI Règles de fusion Régles de traduction en RP Règles de traduction en DDL

28 28 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Règles de génération Règles de traduction en DDL FORBIDDEN a => F a FORBIDDEN a AFTER b => [b]F a FORBIDDEN a BEFORE b => done(b) v F a … Règles de traduction en RP F a => O a => … Règles de fusion [b]O a =>merge(Post(p,t b ), Pre(p,t a ) a v b => merge(Pre(p,t b ),Pre(b,t a )) …

29 29 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Génération automatique (3) FORBIDDEN (ACT2) AFTER (ACT1) - 1 => [ACT1](done(time(1)) v F(ACT2)) ACT1 ACT2 [1,1] ACT1 done(time(1))F(ACT2) a v b[a]b

30 30 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Architecture de contrôle Partie Comportement Partie Contrôle Informations Infos transgression Stratégies de Régulation Comportement Surveillance du comportement Détection de transgression

31 31 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Fonctionnement du contrôle ClauseAction1(…) PC(EV1) … PC(EV2) ClauseAction2(…) Code de lagent [1,1] Information de transgression FORBIDDEN (agent do action2) after (agent do action1) – 1.

32 32 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr A propos du contrôle multiagent Loi concernant plusieurs agents Génération du RP Comme pour un seul agent Détection des transgressions Répartition du réseau entre les parties contrôles Règles de distribution Interaction des parties contrôles Passation du jeton Régulation du ou des agents incriminés Stratégies de régulation A létude

33 33 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Implémentation et application Framework SCAAR Permet la génération automatique dagents autocontrôlés Première version en cours écrite en Prolog Application au SMA « Interloc » Permet la localisation passive dobjets en mouvement Utilisé pour démontrer la robustesse des applications multiagents Propose des comportements incohérents (sourds, muets, égoiste…) Réalisé en Prolog Utilise la plateforme ALBA Librairie Prolog pour la création de SMA

34 34 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Conclusion Contrôle dagent Par les agents eux-mêmes A laide de lois Framework SCAAR Fournit des concepts de base pour décrire lapplication Langage de description des concepts Langage de description des liens concepts/implémentation Fournit le langage de description des lois (Implémenté) Permet la génération des agents Génération des réseaux de Petri (Implémenté) Instrumentation du code des agents (Implémenté en partie) Mise en place dune architecture de contrôle (Implémenté)

35 35 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Publications 1. Caroline Chopinaud. Contrôle dynamique d'agents autonomes. RJCIA'05. Plateforme AFIA. Prix du meilleur exposé 2. Caroline Chopinaud, Amal El Fallah Seghrouchni and Patrick Taillibert. Dynamic self-control of autonomous agents. PROMAS05 (Workshop at AAMAS05). 3. Caroline Chopinaud, Amal El Fallah Seghrouchni and Patrick Taillibert. Automatic generation of self-controlled autonomous agents. IEEE/WIC/ACM, IAT'05. (short paper). 4. Caroline Chopinaud, Patrick Taillibert, Amal El Fallah Seghrouchni. Contrôle de la conformité des comportements individuels d'agents cognitifs autonomes. JFSMA'05, Edition Hermes. Prix du meilleur papier. 5. Caroline Chopinaud. Contrôle dynamique d'agents autonomes. Bulletin de l'AFIA, à paraître. (résumé). 6. Caroline Chopinaud, Amal El Fallah Seghrouchni and Patrick Taillibert. Dynamic Self-control of autonomous agents. PROMAS post-proceedings, LNCS, Springer Verlag, to appear. 7. Benjamin Deveze, Caroline Chopinaud and Patrick Taillibert. ALBA: a Generic Library for Programming Mobile Agents with Prolog. PROMAS06.To appear.

36 36 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr Ce quil reste à faire Terminer limplémentation de SCAAR Les langages de concepts et de liens Le tissage du code des agents Les lois multiagents Etudier la partie régulation Trouver un début de solution (Aide au développeur des stratégies) Rédiger!!!!

37 37 TASFR – 24/01/06 T30527-b-fr …MERCI!!! Fin…


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