[논문 리뷰] Autonomous Agents Coordination: Action Languages meet CLP(FD) and Linda

Agostino Dovier, Andrea Formisano외 1명|arXiv (Cornell University)|2011. 10. 04.

Multi-Agent Systems and Negotiation참고 문헌 16인용 수 3

한 줄 요약

이 논문은 분산 계획과 린다(Linda)를 통한 조율을 위해 동작 언어 $B^{MV}$와 CLP(FD)를 통합하는 새로운 다중 에이전트 동작 언어 $Δ}^{\mbox{\scriptsize AAC}}$를 제안한다. 이는 자율적 에이전트가 개인 목표를 고려하고 공유 지식과 소통을 통해 조율하며, 제약 기반 추론과 튜플 스페이스 기반 조율을 통해 일관된 전역 실행을 달성할 수 있도록 한다.

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).

연구 동기 및 목표

• 에이전트가 개인 목표를 추구하면서도 공유 지식을 통해 조율할 수 있는 확장 가능하고 분산된 다중 에이전트 시스템 프레임워크를 개발하는 것.
• 중앙집중식 계획에 적합한 통신 및 조율 기반 원리를 갖춘 단일 에이전트 동작 언어를 분산 계획에 적합하게 확장하는 것.
• 지역 계획 생성을 위해 제약 논리 프로그래밍(CLP(FD))을 활용하고, 분산 환경에서의 에이전트 간 조율을 위해 린다를 통합하는 것.
• SICStus Prolog을 사용한 프로토타입 구현을 통해 접근법의 타당성과 표현력을 입증하는 것.
• 신뢰, 협상, 마감 시간, 동적 지식 갱신과 같은 향후 확장 기반을 마련하는 것.

제안 방법

• 동작 언어 $\mathcal{B}^{\mbox{\scriptsize AAC}}$는 $B^{MV}$에 에이전트 선언, 우선순위 메커니즘, 그리고 에이전트 간 상호작용을 위한 통신 원리를 추가하여 확장한다.
• 각 에이전트의 지역 계획은 CLP(FD) 기반 플래너를 사용하여 생성되며, 다중 값 변수의 제약 기반 추론과 선호도를 고려한 추론이 가능하다.
• 에이전트 간 조율는 린다 기반의 튜플 스페이스를 통해 관리되며, 비동기 통신과 공유 상태 접근을 지원한다.
• 에이전트 간 동시 동작으로 인한 충돌을 해결하기 위해 에이전트 선언과 우선순위를 사용한다.
• 프로토타입은 SICStus Prolog에 구현되었으며, CLP(FD)와 린다 스타일 조율를 모두 네이티브로 지원한다.
• 목표, 동작, 변수, 제약 조건의 선언적 기술을 지원하며, 에이전트 간 공유 변수의 일관된 모델링을 보장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 제약 기반 동작 언어는 어떻게 비중앙집중적이고 자율적인 에이전트가 개인 목표를 추구하면서도 공유 조율을 지원하도록 확장될 수 있는가?
• RQ2 에이전트가 독립적으로 계획하고 행동할 때 전역 실행의 일관성을 어떻게 보장할 수 있는가?
• RQ3 표준 조율 인fra를 사용하여 분산 다중 에이전트 시스템에서 통신과 조율를 효과적으로 모델링할 수 있는가?
• RQ4 CLP(FD)와 린다가 다중 에이전트 시스템에서 확장 가능하고 제약 인지 가능한 분산 계획을 지원하기 위해 효과적으로 통합될 수 있는가?
• RQ5 마감 시간, 신뢰, 동적 지식 갱신과 같은 고급 조율 기능을 지원하기 위해 필요한 확장은 무엇인가?

주요 결과

• 제안된 $\mathcal{B}^{\mbox{\scriptsize AAC}}$ 언어는 다중 에이전트 시스템을 위한 통합 프레임워크에서 동작 언어, 제약 추론, 조율 인fra를 효과적으로 통합하였다.
• SICStus Prolog에서의 프로토타입 구현은 CLP(FD)를 지역 계획에, 린다를 에이전트 간 조율에 사용하는 것이 분산 환경에서 타당함을 입증하였다.
• 에이전트 우선순위의 사용은 서로 다른 에이전트에서 발생하는 동시 동작 간의 효과적인 충돌 해결을 가능하게 하였다.
• 에이전트 간 공유 변수의 일관된 모델링을 지원하여 분산 실행에서 의미론적 일관성을 확보하였다.
• 린다의 튜플 스페이스를 통한 동적 조율을 통해 에이전트가 강한 결합 없이도 소통하고 동기화할 수 있도록 하였다.
• 협상 모델링, 신뢰 평가, 마감 시간 인지 요청과 같은 향후 확장 기반을 제공하였다.