DBS multi-variables pour des problèmes de coordination multi-agents

par Pierre Monier

Thèse de doctorat en Informatique

Sous la direction de René Mandiau.

Le président du jury était Abder Koukam.

Le jury était composé de René Mandiau, Marie-Pierre Gleizes, Joël Quinqueton, Arnaud Doniec, Zahia Guessoum, Sylvain Piechowiak, Julien Vion.

Les rapporteurs étaient Marie-Pierre Gleizes, Joël Quinqueton.


  • Résumé

    Le formalisme CSP (Problème de Satisfaction de Contraintes) permet de représenter de nombreux problèmes de manière simple et efficace. Cependant, une partie de ces problèmes ne peut être résolue de manière classique et centralisée. Les causes peuvent être diverses : temps de rapatriement des données prohibitif, sécurité des données non garantie, etc. Les CSP Distribués(DisCSP), domaine intersectant celui des SMA et des CSP, permettent de modéliser et de résoudre ces problèmes naturellement distribués. Les raisonnements intra-agent et inter-agents sont alors basés sur un ensemble de relations entre différentes variables. Les agents interagissent afin de construire une solution globale à partir des solutions locales. Nous proposons, dans ce travail, un algorithme de résolution de DisCSP nommé Distributed Backtracking with Sessions (DBS) permettant de résoudre des DisCSP où chaque agent dispose d’un problème local complexe. DBS a la particularité de ne pas utiliser de nogoods comme la majorité des algorithmes de résolution de DisCSP mais d’utiliser à la place des sessions. Ces sessions sont des nombres permettant d’attribuer un contexte à chaque agent ainsi qu’à chaque message échangé durant la résolution du problème. Il s’agit d’un algorithme complet permettant l’utilisation de filtres sur les messages échangés sans remettre en cause la preuvede complétude. Notre proposition est évaluée, dans les cas mono-variable et multi-variables par agents, sur différents benchmarks classiques (les problèmes de coloration de graphes distribués et les DisCSP aléatoires) ainsi que sur un problème d’exploration en environnement inconnu.


  • Résumé

    The CSP formalism (Constraint Satisfaction Problem) can represent many problems in a simple and efficient way. However, some of these problems cannot be solved in a classical and centralized way. The causes can be multiple: prohibitive repatriation time, unsecured data and so on. Distributed CSP (DisCSP), domain intersecting MAS and CSP, are used to model and to solve these problems. The intra-agent and inter-agent reasonning are so based on a set of relation between different variables. The agents interact in order to build a global solution from local solutions. We propose, in this work, an algorithm for solving DisCSP named Distributed Backtracking with Sessions (DBS) which allows to solve DisCSP where each agent owns a complex local problem. DBS has the particularity to not use nogoods like the majority of algorithms for solvingDisCSP but to use instead of sessions. These sessions are numbers which allow to assign a context to each agent and each message exchanged during the resolution of the problem. DBS is a complete algorithm which allows the use of filters on messages exchanged without affecting the proof of completeness. Our proposal is evaluated, for mono-variable and multi-variables per agents problems, on different classical benchmarks (distributed graph coloring problems and random DisCSP) and on an unknown environment exploration problem.


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