[論文レビュー] Autonomous Agents Coordination: Action Languages meet CLP(FD) and Linda

Agostino Dovier, Andrea Formisano+1 more|arXiv (Cornell University)|Oct 4, 2011

Multi-Agent Systems and Negotiation参考文献 16被引用数 3

ひとこと要約

本論文は、分散計画とLindaによる協調を可能にするために、Action Language $B^{MV}$ と CLP(FD) を統合した、新しいマルチエージェント行動言語 $\mathcal{B}^{\mbox{\scriptsize AAC}}$ を提案する。この言語により、自律的エージェントは個々の目標について推論し、共有知識や通信を通じて協調し、制約に基づく推論とタプルスペースによる協調によって一貫性のあるグローバル実行を達成できる。

ABSTRACT

The paper presents a knowledge representation formalism, in the form of a high-level Action Description Language for multi-agent systems, where autonomous agents reason and act in a shared environment. Agents are autonomously pursuing individual goals, but are capable of interacting through a shared knowledge repository. In their interactions through shared portions of the world, the agents deal with problems of synchronization and concurrency; the action language allows the description of strategies to ensure a consistent global execution of the agents' autonomously derived plans. A distributed planning problem is formalized by providing the declarative specifications of the portion of the problem pertaining a single agent. Each of these specifications is executable by a stand-alone CLP-based planner. The coordination among agents exploits a Linda infrastructure. The proposal is validated in a prototype implementation developed in SICStus Prolog. To appear in Theory and Practice of Logic Programming (TPLP).

研究の動機と目的

• エージェントが個人的な目標を追求しながら共有知識を通じて協調する分散的でスケーラブルなマルチエージェントシステムのフレームワークを構築すること。
• 分散計画に適した通信および協調プリミティブを備えた単一エージェント行動言語を拡張すること。
• 局所的計画生成に制約論理プログラミング（CLP(FD)）を、分散環境におけるエージェント間協調にLindaを統合すること。
• SICStus Prologを用いたプロトタイプ実装を通じて、本手法の実現可能性と表現力の両面を検証すること。
• 信頼、交渉、デッドライン、動的知識更新といった将来的な拡張の基盤を築くこと。

提案手法

• 行動言語 $\mathcal{B}^{\mbox{\scriptsize AAC}}$ は、エージェント宣言、優先度メカニズム、およびエージェント間相互作用のための通信プリミティブを $B^{MV}$ に拡張したものである。
• 各エージェントの局所的計画は、CLP(FD)に基づくプランナによって生成され、多値フラウントと好みを含む制約に基づく推論が可能になる。
• エージェント間の協調は、Lindaベースのタプルスペースを介して管理され、非同期通信と共有状態へのアクセスをサポートする。
• エージェント宣言に優先度を組み込むことで、同時に発生するアクションに起因する衝突を効果的に解決できる。
• プロトタイプはSICStus Prologで実装されており、CLP(FD)およびLinda風の協調の両方をネイティブにサポートしている。
• ゴール、アクション、フラウント、制約の宣言的仕様がサポートされており、エージェント間で共有フラウントを一貫してモデル化できる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 制約に基づく行動言語を、個人的な目標を持つ自律的エージェントと共有協調を可能にするようにどのように拡張できるか。
• RQ2 エージェントが独立して計画・実行する場合に、一貫性のあるグローバル実行を保証するにはどのようなメカニズムが必要か。
• RQ3 標準的な協調インfraストラクチャを用いて、分散マルチエージェントシステムにおける通信と協調を効果的にモデル化するにはどうすればよいか。
• RQ4 CLP(FD)とLindaを組み合わせることで、マルチエージェントシステムにおけるスケーラブルで制約に配慮した分散計画を効果的にサポートできるか。
• RQ5 デッドライン、信頼、動的知識更新といった高度な協調機能をサポートするには、どのような拡張が必要か。

主な発見

• 提案された $\mathcal{B}^{\mbox{\scriptsize AAC}}$ 言語は、マルチエージェントシステムの統合フレームワークにおいて、行動言語、制約推論、協調インfraストラクチャを統合した。
• SICStus Prologにおけるプロトタイプ実装により、分散環境下でCLP(FD)を用いた局所的計画とLindaによるエージェント間協調の実現可能性が示された。
• エージェントの優先度の使用により、異なるエージェントからの同時アクションに起因する衝突を効果的に解決できる。
• フレームワークはエージェント間で共有フラウントを一貫してモデル化でき、分散実行における意味的整合性を保証する。
• Lindaのタプルスペースを介した動的協調により、エージェントはきつい結合なしに通信と同期が可能である。
• 本手法は、交渉モデル化、信頼評価、デッドライン対応リクエストといった将来的な拡張の基盤を提供する。