[論文レビュー] Challenges and Directions for Engineering Multi-agent Systems

Michael Winikoff|arXiv (Cornell University)|Sep 7, 2012

Multi-Agent Systems and Negotiation参考文献 9被引用数 10

ひとこと要約

本論文は、マルチエージェントシステム（MAS）の工学的課題を特定し、低レベルのエージェント指向プログラミング言語（AOPL）や手法から、マクロレベルのインタラクション設計および保証技術への移行を提唱している。スケーラブルで信頼性のあるマルチエージェントシステムを実現するため、産業界および米国研究コミュニティと再び連携し、発生的行動の検証と統合的マイクロ・マクロシステム工学を強化する必要があると強調している。

ABSTRACT

In this talk I review where we stand regarding the engineering of multi-agent systems. There is both good news and bad news. The good news is that over the past decade we've made considerable progress on techniques for engineering multi-agent systems: we have good, usable methodologies, and mature tools. Furthermore, we've seen a wide range of demonstrated applications, and have even begun to quantify the advantages of agent technology. However, industry involvement in AAMAS appears to be declining (as measured by industry sponsorship of the conference), and industry affiliated attendants at AAMAS 2012 were few (1-2%). Furthermore, looking at the applications of agents being reported at recent AAMAS, usage of Agent Oriented Software Engineering (AOSE) and of Agent Oriented Programming Languages (AOPLs) is quite limited. This observation is corroborated by the results of a 2008 survey by Frank and Virginia Dignum. Based on these observations, I make five recommendations: (1) Re-engage with industry; (2) Stop designing AOPLs and AOSE methodologies ... and instead ... (3) Move to the "macro" level: develop techniques for designing and implementing interaction, integrate micro (single cognitive agent) and macro (MAS) design and implementation; (4) Develop techniques for the Assurance of MAS; and (5) Re-engage with the US.

研究の動機と目的

• 自律エージェントおよびマルチエージェントシステム（AAMAS）の産業的関連性の低下に取り組むこと、特にAAMAS会議における企業のスポンサーシップおよび参加の減少を背景にしている。
• 成熟した手法やツールが整っているにもかかわらず、エージェント指向ソフトウェア工学（AOSE）およびエージェント指向プログラミング言語（AOPL）の実世界への適用が限定的であるという課題を克服すること。
• 単一エージェント（マイクロ）とマルチエージェント（マクロ）のシステム設計の間のギャップを埋めるために、両者の工学的プロセスを統合すること。
• 予測不能な行動を示す発生的行動を管理しつつ、柔軟性と信頼性を維持するための実用的保証技術を開発すること。
• グローバルな協力を強化し、MAS工学研究の可視性とインパクトを高めるために、北米研究コミュニティと再び連携すること。

提案手法

• 2007年から2012年までの間、会議スポンサーシップ、参加者数、著者トレンドなどの代理指標を用いて、AAMASにおける産業界の関与状況を分析する。
• BDIベースのエージェントシステムの実証応用および生産性に関する主張をレビューし、実世界への影響力と信頼性を評価する。
• AOPLやAOSE手法の設計から、MASのマクロレベルにおけるインタラクション工学に移行するパラダイムシフトを提唱する。
• 複雑なシステムにおける発生的行動を管理するため、正しさの証明、モデルチェックイング、テスト、セーフティケースなどの保証技術の必要性を提示する。
• 共通の研究アジェンダの共有および基準やツールの共同開発を通じて、米国研究コミュニティとの再協力を提唱する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 産業界は現在、AAMASコミュニティに対してどの程度関与しているのか。関連性の低下を示す指標は何か。
• RQ2 成熟した手法やツールが整っているにもかかわらず、AOSEおよびAOPLの実世界応用への採用が限定的なのはなぜか。
• RQ3 マルチエージェントシステムのマクロレベルにおけるインタラクション設計を、どのように形式化し、単一エージェント（マイクロ）設計と統合することでシステム工学を改善できるか。
• RQ4 発生的行動を示すマルチエージェントシステムの信頼性と予測可能性を保証するためには、どのような技術が必要か。
• RQ5 MAS工学コミュニティは、グローバルな協力とインパクトを高めるために、どのようにして北米研究コミュニティと再び連携できるか。

主な発見

• AAMASにおける企業スポンサーシップは2007年の7社から2012年には0社に減少し、産業界の関与が著しく低下していることが示された。
• 2012年のAAMASに参加した産業関係者数はわずか1–2％と推定され、産業界参加の低さが顕著に表れている。
• 手法やツールの進歩にもかかわらず、報告されたAAMASアプリケーションにおけるAOSEおよびAOPLの採用は限定的であり、FrankとDignumによる2008年の調査結果とも一致している。
• BDIエージェントの生産性向上に関する主張では、Javaによるコーディング生産性が最大500％向上するとされているが、独立した研究による裏付けは得られていない。
• MASの工学的分野では、成熟した手法、教科書、ツールが現在利用可能となっており、教育や開発の初期段階での課題を克服したという点で顕著な進展が見られた。
• MASにおける発生的行動は、システムが予測不能な動作を示す可能性があるため、保証の主要な課題となっている。従来の仕様に基づくテストを超えた、新たな検証・検査技術の開発が不可欠である。