À propos du rassemblement déterministe d'agents mobiles

On the Deterministic Gathering of Mobile Agents

• Auteur / Autrice : Sébastien Bouchard
• Direction : Franck Petit
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 26/09/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LIP6 (1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Maria Potop-Butucaru
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Shantanu Das, David Ilcinkas, Yoann Dieudonné, Swan Dubois
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Paola Flocchini, Pierre Fraigniaud

Mots clés

Mots clés contrôlés

Intelligence artificielle répartie

Agents mobiles (logiciels)

Traitement réparti

Mots clés libres

Distribué

Mobile

Agent

Déterministe

Rassemblement

Rendez-vous

Distributed

Mobile

Agent

Deterministic

Gathering

Rendez-vous

Résumé

Les systèmes distribués sont un modèle théorique capable de représenter une multitude de systèmes bâtis autour de la coopération d'entités autonomes dans le but d'accomplir une tâche commune. Leur champ applicatif est immense, et s'étend de l'informatique ou de la robotique, en modélisant des processus partageant la mémoire d'un ordinateur, des ordinateurs communiquant par envois de messages, ou encore des cohortes de robots, à la compréhension du comportement des animaux sociaux. Les agents mobiles font partie des entités étudiées dans ce domaine. Ils se distinguent des autres notamment par leur capacité à se déplacer spontanément. L'une des tâches les plus étudiées les mettant en scène est celle du rassemblement. Les agents mobiles sont dispersés dans un environnement inconnu. Aucun d'eux n'a d'informations à propos des autres, ou la capacité de communiquer avec eux, à moins de se trouver au même endroit. Chacun d'eux découvre peu à peu les environs, rencontre d'autres agents et se coordonne avec eux jusqu'à ce que tous soient rassemblés et le détectent. Une fois tous les agents rassemblés, ils peuvent communiquer et se coordonner pour une autre tâche. Cette thèse s'intéresse à la faisabilité et à l'efficience du rassemblement, en particulier face à deux difficultés majeures: l'asynchronie et l'occurrence de fautes Byzantines. Dans un contexte asynchrone, les agents n'ont aucun contrôle sur leur vitesse, qui peut varier arbitrairement et indépendamment des autres. Se coordonner est alors un défi. Quand une partie des agents subit des fautes Byzantines, on peut considérer ces agents comme malicieux, se fondant parmi les autres (bons) agents pour les induire en erreur et empêcher que le rassemblement ait lieu.

Distributed systems are a theoretical model with a huge application field. It can represent a multitude of systems in which several autonomous entities cooperate to achieve a common task. The applications range from computer science related ones like processes sharing memory inside a computer, computers exchanging messages, and cohorts of robots to understanding social animals behavior. When the entities involved are able to move spontaneously, they are called mobile agents, and one of the most studied problems regarding mobile agents is gathering. The mobile agents are spread in an unknown environment, with no a priori information about the others and without the ability to communicate with other agents, unless colocated. Each of them gradually discovers its surroundings, meets some other agents, coordinates with them, until all agents are gathered and detect it. Once all agents gathered, they can communicate and coordinate for some future task. This thesis addresses the feasibility and complexity of gathering, in particular when facing two major difficulties: asynchrony and occurrence of Byzantine faults. When tackling the former, the agents have no control over their speed, which can vary arbitrarily and independently from each other. This makes coordination more challenging. When facing the latter, some of the agents are Byzantine, they can be viewed as malicious and using the difficulty to distinguish them from other (good) agents to try to prevent the gathering.