Propriétés de jeux multi-agents

Multi-agent games properties

• Auteur / Autrice : Arnaud Da Costa Lopes
• Direction : Wieslaw Zielonka, François Laroussinie
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 20/09/2011
• Etablissement(s) : Cachan, Ecole normale supérieure
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Franck Cassez, Olivier Serre, Nicolas Markey
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Pinchinat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Informatique

Logique temporelle

Logiciels -- Vérification

Mots clés libres

Logique temporelle

Vérification formelle

Model-checking

Résumé

Nous etendons les logiques temporelles du temps alternant ATL et ATL* au moyen de contextes strategiques et de contraintes sur la memoire : la premiere extension permet aux agents de s'en tenir a leurs strategies lors de l'evaluation des formules, contrairement a ATL ou chaque quantificateur de strategies ecrase les strategies anterieurement selectionnees. La seconde extension permet aux quantificateurs de strategies de se restreindre aux strategies sans memoire ou avec memoire bornee. Nous avons l'etudie l'expressivite de nos logiques. Nous montrons qu'elles expriment des proprietes importantes comme l'exstence d'equilibres, et nous les comparons formellement a d'autres formalismes proches (ATL, ATL*, Game Logic, Strategy Logic, ...). Nous avons aborde les problemes de model-checking. Nous donnons un algorithme PSPACE pour la logique n'impliquant que des strategies sans memoire, et un algorithme EXPSPACE pour le cas des strategies a memoire bornee. Dans le cas general, malgre leur forte expresssivite, nous prouvons que leur model-checking reste decidable par un algorithme a base d'automates d'arbres alternants qui permet d'evaluer une formule sur la classe complete des CGS avec n joueurs.

We extend the alternating-time temporal logics ATL and ATL* with strategy contexts and memory constraints: the first extension make agents commit to their strategies during the evaluation of formulas, contrary to plain ATL where strategy quantifiers reset previously selected strategies. The second extension allows strategy quantifiers to restrict to memoryless or bounded-memory strategies. We consider expressiveness issues. We show that our logics can express important properties such as equilibria, and we formally compare them with other similar formalisms (ATL, ATL*, Game Logic, Strategy Logic, ...). We address the problem of model-checking for our logics, especially we provide a PSPACE algorithm for the sublogics involving only memoryless strategies and an EXPSPACE algorithm for the bounded-memory case. In the general case, despite the high expressiveness of these logics, we prove that their model-checking problems remain decidable by designing a tree-automata-based algorithm for model-checking ATLsc on the full class of n-player concurrent game structures.