PLAN GENERAL Bibiliographie Historique De l’IA à l’IAD Thèmes de recherche de l’IAD Problèmes de base en IAD Société d’Agents (SMA) Concept d’Agent Communication Organisation Coopération Résolution de conflits Exemple d’application

Organisation (1) un construit politique et culturel, un moyen dont les acteurs sociaux se dotent pour régler leurs interactions afin d’obtenir le minimum de coopération nécessaire pour atteindre des objectifs collectifs. [Crozier & Friedberg, 77] une structure décrivant comment les membres sont en relation et interagissent afin d’atteindre un but commun. [Fox, 81] la somme totale des moyens employés pour diviser le travail en tâches distinctes et pour ensuite assurer la coordination nécessaire entre ces tâches. [Mintzberg, 79] liée à la division de travail, répartition des rôles, des tâches et de responsabilités entre les membres d’un groupe

Organisation (2) Deux Approches pour la conception des organisations [Sichman, 95] l’approche statique : les liens d’autorité et de communication entre des agents sont complètement définis pendant la phase de conception du système. l’approche dynamique : les liens d’autorité et de communication ne sont pas pré-établis entre les agents, ils sont créés de façon dynamique ( "émergence"). Exemple en Éthologie : société de fourmis, de termites, etc...

Organisation (3) Typologie des organisations [Gasser, 92] centralisée (hiérarchie uniforme) : correspond au mode d’adaptation fixe, avec des liens de subordination de type maître/esclave. Exemple : l’armée. de marché : correspond aux organisations basées sur le principe de contrat. Un mécanisme d’allocation de tâches régi par le protocole d’appel d’offres. Exemple : l’univers économique de communauté pluraliste : correspond aux organisations variables émergentes. Exemple : la communauté scientifique de communauté à règles de comportements : des organisations variables prédéfinies avec interactions selon des protocoles explicités. Exemple : les systèmes multi-experts.

Organisation (4) : Exemple AC2,1 Niveau Stratégique AC1,2 AC1,1 Niveau méta Niveau Tactique AC0,4 AC0,3 Niveau Opérationnel AC0,1 AC0,5 AC0,6 AC0,2 : lien de dépendance : lien de hiérarchie : effet de groupe

Coopération (1) La coopération peut signifier : partage d'information détection et résolution de conflits réalisation de tâches en commun résolution d'un problème à plusieurs

Coopération (2) Les être humains coopèrent à cause de leurs capacités limitées [Schmidt, 91] : Point de vue de la sociologie Quatre buts génériques de coopération [Durfee et al., 91] : Augmenter la vitesse de résolution des tâches par leur parallélisation  Augmenter le nombre ou la portée des tâches réalisables par le partage de ressources  Augmenter la probabilité d’achever des tâches par leur duplication et si possible par l’utilisation de méthodes différentes pour les réaliser  Diminuer l’interférence entre tâches en évitant les interactions négatives.

Coopération (3) Modèles de coopération Un agent peut coopérer suivant les modèles suivant : Coopération par partage de tâches et de résultats : Ce type de coopération est adapté pour les domaines où il existe une hiérarchie de tâches ou de niveaux d’abstraction. Dans le cas contraire il faut procéder par partage de résultats. Commande : un agent supérieur décompose le problème en sous- problèmes qu’il répartit entre les autres agents, ceux-ci le résolvent et renvoient les solutions partielles à l’agent supérieur.

Coopération (4) Appel d’offre : un agent supérieur décompose le problème en sous-problèmes dont il diffuse la liste. Chaque agent qui le souhaite envoie une offre ; l’agent supérieur choisit parmi celles-ci et distribue les sous-problèmes. Le système travaille ensuite en mode commande. Compétition : l’agent supérieur décompose et diffuse la liste des sous problèmes comme dans le mode appel d’offre, chaque agent résout un ou plusieurs sous-problèmes et envoie les résultats correspondants à l’agent supérieur qui à son tour fait le tri.

Contrôle (2) : point de vue de l’IA, l’IAD Système : artefact-artefact, artefact-humain: IHM Contrôle: 1. Interaction (véhicule du contrôle) langage d'interaction (actes de langage) 2. Contrôle de la coopération: a. Protocoles d'interaction (Y. Demazeau) b. Agents spécialisés dans la gestion des interactions - broker, coordinateur ( A. Slodzian) - gestionnaire (J.L. Soubie)

Contrôle (3) : point de vue de l’Éthologie Système: société animale, insectes. Contrôle: 1. environnement : Lorsque les seules interactions entres individus surviennent au travers des modifications de l'environnement (Wilson E.O.). 2. Stigmergie : L'insecte ne dirige pas son travail, mais il est guidé par lui. (Grassé P.P. )

Résolution de conflits (1) Les agents coopératifs ont besoin d’éviter les situations conflictuelles pour résoudre un problème Coordination de leurs activités Négociation de leurs actions Une solution possible

Résolution de conflits (2) Coordination La coordination des actions (dans le cadre de la coopération) est l’articulation des actions individuelles accomplies par chacun des agents de manière à ce que l’ensemble aboutisse à un tout cohérent et performant. Exemple : - deux véhicules qui se croisent dans un carrefour, - un trapéziste qui doit agripper les poignets de son partenaire - les avions de la patrouille de France - les musiciens dans un orchestre La coordination des actions est liée à la planification et à la résolution de conflits.

Résolution de conflits (3) Négociation Les activités des agents sont souvent interdépendantes et entraînent des conflits. Pour les résoudre, il faut considérer les points de vue des agents, les négocier et utiliser des mécanismes de décision concernant les buts du système. La négociation est caractérisée par : un nombre faible d’agents impliqués dans le processus un protocole minimal d’actions : proposer, évaluer, modifier et accepter ou refuser une solution.

Résolution de conflits (4) Structure de négociation entre deux agents A et B 1. A fait une proposition; 2. B l’évalue et détermine la satisfaction qui en résulte; 3. Si B est satisfait alors arrêt, sinon B élabore une contre-proposition et donne des arguments; 4. Si A considère les argument de B alors reprendre ce schéma en inter-changeant A et B, sinon faire intervenir un troisième agent.

- Automates à états finis (Winograd & Florès 86) - Réseaux de Pétri Protocoles Conversationnels - Automates à états finis (Winograd & Florès 86) - Réseaux de Pétri

Modèle d’une entreprise Flux Informationnels Agent Centre Activité CdB CdB Agent Agent Centre Activité A Ordo. Ordo. Processus Adm. Chaîne d’activités 1 Flux Matières Agent Centre Activité fraisage Fraisage Fraisage Agent P Agent Centre Activité Usinage Usinage Processus Physique Chaîne d’Activités 2 Chaîne d’activités 2 Projet Production

Situation réelle de négociation et de conflit Agent "A" L'agent A fixe "La Taille de Lot (TL) de production à 35 pièces". Agent "fraisage" Agent "Ordo" -Rationalité évaluative: sur le rendement physique (Re) avec un Taux de satisfaction de X% de rendement. -Intentions : respecter la Re. -Connaissances: pour améliorer le rendement, il faut limiter les changements d'outils donc augmenter la TL. - Rationalité évaluative: retards de livraison aux clients (Re) avec un Taux de satisfaction de Y jours de retards - Intentions : respecter la Re - Connaissances: une petite TL permet de diminuer les retards. SITUATIONS Conflit Négociation

Résultats de la Négociation Retards de 70 livraison 8 (jours) 65 6 60 4 50 55 45 40 2 35 (Taille des lots) 54 55 56 57 58 Rendement physique (%) L'observation des résultats indique une convergence vers une taille "optimale"de 50 pièces par lot

Modèle de compréhension d’une entreprise Centre de Décision Chaîne d’Activités Centre Activités Re/Rs Processus Opérationnel Stratégique Centre de Décision Rationalité issues du niveau sup Intentions Système Inférent Infos. Perçues Connai- ssances Décisions Rationalités

Agents Cognitifs : Diagramme d'États Rationalités, Décisions Agent Méta Niveau Récupération Message Requêtes informations Décisions Création/Envoi Messages Requêtes, Infos, ... Accointances Centre Percevoir du CA Percevoir de l’Env. Activités Informations Environnement Signaux Contrôle Raisonner Agent Cognitif

Modèle Fonctionnel d’un Agent Cognitif Perception Capacité d’exécution (Contrôle) Informations Met à Jour Capacités de Raisonnement Connaissances Raisonne sur Active le raisonnement Communications Messages Contrôle Interprète Décisions Système d’information Autres Agents Centres d’Activités : Environnement : Fonctionnalités

Conclusion : Construction d’un SMA (1) Problème : la poursuite Ce problème vient d’un jeu lui-même tiré d’une histoire, Octobre Rouge, dans laquelle un sous-marin Soviétique (proies) doit essayer d’échapper à des torpilleurs américains (prédateurs). Le but de ce jeu est de parvenir à ce que les prédateurs capturent les proies en l’entourant (Cf. diapo suivante). Construire un Système Multi-Agents

Conclusion : Construction d’un SMA (2) Prédateurs Proie capturée par des prédateurs Proies libres