Editorial - Revue d`Intelligence Artificielle

Editorial
Cet article des Editions Lavoisier est disponible en acces libre et gratuit sur ria.revuesonline.com
Les systèmes multi-agents (SMA) proposent une approche intéressante pour le
développement de systèmes à plusieurs composantes autonomes pouvant coopérer.
Ils permettent de modéliser des systèmes hétérogènes, complexes, dynamiques, non
linéaires et évolutifs, et de faire apparaître une intelligence et des capacités qui sont
différentes et globalement supérieures à celles des agents qui les composent. Cette
intelligence émerge de la coexistence et de la coopération d’agents plus ou moins
autonomes.
Puisant ses fondements dans de nombreuses disciplines (e.g. le génie logiciel,
l’intelligence artificielle, la programmation concurrente et répartie, etc.), la
pluridisciplinarité de ce domaine fait sa richesse mais induit une grande complexité
et une grande variété d’approches. Ainsi, de nombreux modèles d’agents,
d’environnements, d’interactions et d’organisations sont élaborés et souvent
combinés au sein d’un même SMA. Ces modèles ont été appliqués, avec succès,
pour la résolution de problèmes complexes et la simulation en vue d’expliquer les
changements au sein d’un système naturel ou artificiel. En revanche, leur application
dans des environnements complexes soulève de nombreux problèmes et fait encore
l’objet de diverses recherches. En effet, la complexité des nouveaux systèmes
d’information (par exemple les systèmes accessibles depuis l’internet), les
applications traditionnelles vues sous l’angle des SMA (logistique, transport, jeux,
etc.) ainsi que les applications émergentes récentes (Grid computing, services web,
intelligence ambiante, modèles économiques…) s’est trouvée considérablement
accrue du fait de : leur distribution, la grande quantité d’informations qu’ils
manipulent, leur aspect coopératif et adaptatif, et leur ouverture. Ces systèmes
d’information et ces applications ont toutes les caractéristiques d’un bon domaine
d’application des systèmes multi-agents. Ils permettent en effet de valider et de
montrer les limites des modèles multi-agents proposés.
De nombreux systèmes multi-agents opérationnels ont vu le jour. Les
architectures logicielles découlant des modèles sont donc nombreuses et variées.
Mais les systèmes résultants sont des systèmes dédiés à leurs applications. Or un
facteur qui déterminera la rapidité de diffusion industrielle et commerciale des
systèmes multi-agents est la facilité avec laquelle ces nouveaux environnements
complexes pourront être développés. La généricité des modèles doit donc s’imposer
afin d’évoluer vers la réutilisabilité.
Le but de ce numéro est de faire le point sur les différentes approches en cours
de développement pour l’ingénierie des SMA dans le cadre de ces environnements
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RSTI - RIA – 21/2007. SMA pour des environnements complexes
complexes. Sur un nombre de soumissions initiales de vingt-cinq, huit papiers et un
papier invité ont été sélectionnés et regroupés dans ce numéro.
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Les systèmes générant des pensés artificielles se caractérisent par l’existence de
tendances fondamentales conduisant leur réorganisation : ce sont des systèmes
complexes qui modifient sans cesse les couplages entre leurs composants et qui
modifient ces composants, mais qui restent soumis à des tendances les poussant à
s’adapter. Dans l’article La complexité et le paradigme morphologique dans les
systèmes multiagents de A. Cardon, l’idée consiste à proposer une architecture pour
modéliser ces systèmes comme une extension du niveau connaissance et en prenant
en compte le concept central d’intentionnalité.
Dans les systèmes multi-agents, l’organisation a suscité (et continue
actuellement de susciter) de nombreuses recherches. Dans les travaux concernant
l’organisation, l’idée consiste principalement à approfondir les connaissances sur les
interactions dynamiques entre les différents agents. Nous proposons quatre papiers
dans le cadre de ces travaux. L’article intitulé Modélisation de l’adaptation
organisationnelle dans les SMA, de E. Grislin est une réflexion sur l’adaptation des
agents en fonction de la tâche en se basant sur une description d’un modèle semiformel. Le second article, Construction de SMA par apprentissage collectif à base
d’interactions, de V. Thomas et al. propose une adaptation organisationnelle à partir
d’un modèle par apprentissage. Le troisième article, Le contrôle de l’émergence par
la coordination d’agents pour le partage de ressources critiques » de F. Armetta et
al. vise à s’attacher au problème de la coordination par une approche stigmergique.
Un quatrième papier, Le Modèle IRM4S. De l’utilisation des notions d’influence et
de réaction pour la simulation de systèmes multi-agents » de F. Michel traite de
manière duale la combinaison des actions (pouvant être simultanées) dans un
environnement en s’inspirant du modèle « influence-réaction ».
Les marchés virtuels ont été l’enjeu depuis quelques années de différents
modèles à base d’agents. L’apport des SMA à la modélisation des marchés
financiers » de J. Derveeuw et al. montre l’intérêt des SMA pour une application
d’achat et de vente d’actions dans les marchés financiers. Système multi-agent pour
des enchères multicritères : modèles et expérimentation » de M-J. Bellosta et al.
décrit un modèle d’agents basés sur la notion de point de référence permettant au
système global de converger vers un prix acceptable par les acheteurs et les
vendeurs.
Plus récemment, les agents « émotifs » sont (re-)devenus des modèles pertinents
et réalistes dans des contextes où l’interaction avec l’homme est nécessaire. L’article
PLEIAD, un agent émotionnel pour évaluer la typologie OCC de C. Adam et al.,
propose de s’inspirer du modèle psychologique OCC pour décrire de tels agents.
Depuis l’avènement du domaine, de nombreux outils de développement ont été
proposés, souvent suivant les applications envisagées. L’article Continuations pour
la programmation de comportement d’agent. Intégration à la plate-forme JADE de
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D. Jouvin est une proposition d’amélioration des plates-formes en leur ajoutant une
propriété de continuation.
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L’apport des SMA à la modélisation des marchés financiers de J. Derveeuw, B.
Beaufils, O. Brandouy, Ph. Mathieu, met en évidence l’intérêt des modèles orientés
agents pour la modélisation de marchés financiers. Deux approches différentes sont
explicitées : la première est basée sur une approche décisionnelle par agrégation
(proche des modèles macroscopiques) ; tandis que la seconde approche suppose que
les interactions entre les différents agents pour l’échange d’actions vont permettre de
caractériser un fonctionnement global cohérent. Le second modèle envisagé se
différencie du premier par l’introduction d’un carnet d’ordres pour un
fonctionnement global continu et asynchrone des différents agents. L’originalité de
ce travail est donc dans le développement d’un modèle multi-agent qui aide à la
compréhension de manière plus simple du fonctionnement des marchés financiers.
Construction de systèmes multi-agents par apprentissage collectif à base
d’interactions de V. Thomas, C. Bourjot, V. Chevrier, propose un cadre théorique
inspiré des modèles markoviens, caractérisant un système multi-agent. L’idée
consiste à construire des agents et en particulier leurs actions et leurs interactions
dans ce cadre formel. A partir de la représentation de leurs interactions, les auteurs
proposent de définir un algorithme d’apprentissage par renforcement des agents (ces
derniers ont des comportements qualifiés d’égoïstes). Le principe est basé sur la
répartition des récompenses en fonction du comportement collectif de l’ensemble
des agents. L’originalité de ce travail est essentiellement de produire des
organisations capables de s’adapter dynamiquement en fonction de la tâche à partir
de comportements égoïstes d’agents.
Vers le contrôle de l’émergence par la coordination d’agents pour le partage de
ressources critiques, de F. Armetta, S. Hassas, S. Pimont, O. Lefevre, propose une
approche d’agents négociants par stigmergie pour des applications dans lesquelles le
partage de ressources critiques est crucial. Les agents ne sont pas capables d’évaluer
leur activité d’un point de vue collectif ; et ainsi leurs mauvaises décisions
conduisent à des perturbations impossibles à réduire, lors des phases interactives.
(« suractivité des agents »). Les agents sont connectés dans un réseau de
collaboration par l’intermédiaire de relations logiques et de contrats. La
représentation proposée par les auteurs construit progressivement une solution.
L’originalité de ce travail est dans la détection des états instables suite à des
perturbations dans un contexte multi-agent dynamique et ouvert.
Système multi-agent pour des enchères multicritères : modèles et
expérimentation de M-J. Bellosta, I. Brigui-Chtioui, S. Kornman, S. Pinson,
D. Vanderspooten, présente une approche à agents pour des applications de type
marché virtuel basé sur un modèle à enchères multicritères. Cette approche s’appuie
sur un modèle de négociation utilisant un protocole d’enchères anglaises inversées.
L’acheteur est doté d’un mécanisme d’agrégation multicritère basé sur deux points
de référence : un point d’aspiration exprimant les valeurs souhaitées par un critère et
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un point d’exigence caractérisant les valeurs minimales souhaitées. Le vendeur,
quant à lui, choisit une stratégie basée sur la notion de marge et les exigences
définies par l’acheteur. L’originalité de ce travail réside dans l’évolution dynamique
des propositions des acheteurs et des vendeurs suite aux évaluations des éléments
précédents.
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Dans son article, Continuations pour la programmation de comportement
d’agent. Intégration à la plate-forme JADE, D. Jouvin étudie la continuation pour la
plate-forme multi-agent JADE. La continuation se définit comme la récupération de
l’état du programme en cours. Cette propriété est déjà présente dans des langages de
programmation traditionnelle. L’auteur montre que cette technique est très bien
adaptée pour la description des comportements des agents. Le modèle sous-jacent
est ainsi à base d’automates et conduit à une meilleure lisibilité du code en évitant
les problèmes liés à la synchronisation des threads. L’originalité de ce travail est
d’améliorer par des techniques connues dans d’autres langages, l’utilisation de plateforme multi-agent. Le travail a été appliqué à JADE ; mais rien ne l’empêche de
l’utiliser sur d’autres supports à base d’agents.
Le Modèle IRM4S. De l’utilisation des notions d’influence et de réaction pour la
simulation de systèmes multi-agents, F. Michel décrit le modèle IRM4S, inspiré du
modèle « influence-réaction ». L’objectif consiste à modéliser le résultat sur
l’environnement, de la combinaison d’un ensemble de décisions prises par différents
agents. Les comportements des agents au niveau microscopique (les influences)
permettent de faciliter la compréhension au niveau macroscopique de la réaction de
l’environnement. Le modèle proposé est indépendant de la plate-forme agent et
permet d’améliorer et de généraliser le modèle initial « influence-réaction ».
L’originalité de ce travail est dans la mise en place d’une réflexion sur les
comportements des agents de manière cohérente.
PLEIAD, un agent émotionnel pour évaluer la typologie OCC, de C. Adam, A.
Herzig et D. Longin. L’article introduit une architecture d’agent émotionnel appelée
PLEIAD pour évaluer le modèle OCC (Octony, Clore, Collins) issu des théories
pédagogiques. Cette architecture est entièrement formalisée dans une logique
modale de type BDI (Belief, Desire, Intention). Pour étendre la logique modale
classique, les auteurs proposent un opérateur modal de probabilité, un opérateur de
désirabilité et un opérateur d’obligation. Le nouveau modèle logique est ensuite
utilisé pour décrire des émotions proposées par le modèle OCC. Les nouveaux
opérateurs permettent de démontrer que l’agent est conscient de ses émotions.
PLEIAD est ainsi capable d’exprimer les émotions qu’ils éprouvent en réaction à
des stimuli envoyés par l’utilisateur. Ce papier ne se contente pas ainsi de présenter
un modèle théorique, il implémente une partie de ce modèle théorique pour décrire
le comportement de l’agent PLEIAD et évalue cette implémentation sur une
quinzaine de personnes.
Modélisation de l’adaptation organisationnelle dans les SMA, d’E. Grislin-Le
Strugeon. L’article traite l’adaptation organisationnelle. L’auteure présente un
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modèle d’organisation multi-agent réalisé en trois niveaux : la réalisation/les agents,
la structure/les composantes et le modèle/les rôles. Ce nouveau modèle se distingue
des modèles existants par le niveau intermédiaire appelé structure. Ce travail de
modélisation est important pour le domaine car il existe très peu de modèles qui
prennent en compte la réorganisation au sein du système multi-agent. Une
application intéressante de ce travail serait d’utiliser réellement cette modélisation
pour concevoir mais aussi pour valider des systèmes complexes.
ZAHIA GUESSOUM
Equipe SMA, LIP 6, Paris
& CReSTIC, Université de Reims
RENÉ MANDIAU
LAMIH, Valenciennes
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RELECTEURS
Emmanuel Adam – LAMIH, Valenciennes
Leïla Amgoud – IRIT, Toulouse
Flavien Balbo – LAMSADE, Université Paris Dauphine
Jean-Paul Barthès – Heudiasyc, UTC, Compiègne
Olivier Boissier – ENS Mines, Saint-Etienne
Jean-Pierre Briot – LIP6, Paris
Pierre Chevaillier – ENIB, Brest
Vincent Chevrier – LORIA, Nancy
Yves Demazeau – LIG, Grenoble
Bernard Espinasse – LSIS, Marseille
Amal El Fallah Seghrouchni – LIP6, Paris
Jacques Ferber – LIRMM, Montpellier
Sylvain Giroux – Sherbrooke,Canada
Marie-Pierre Gleizes – IRIT, Toulouse
Emmanuelle Grislin-Le Strugeon – LAMIH, Valenciennes
Serge Haddad – LAMSADE, Université Paris Dauphine
Salima Hassas – LIESP, Lyon
Abder Koukam – SeT, Belfort
Philippe Mathieu – LIFL, Lille
Fabien Michel – CReSTIC, Reims
Abdel-Illah Mouaddib – GREYC, Caen
Juan Pavón – Universidad Complutense Madrid, Espagne
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Sylvie Pesty – LIG, Grenoble
Joël Quinqueton – LIRMM, Montpellier
Jean-Paul Sansonnet – LIMSI, Paris
Olivier Simonin – LORIA, Nancy
AUTRES RELECTEURS
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Julie Dugdale – LIG, Grenoble
Marc-Philippe Huget – LISTIC, Savoie