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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Thema: Working Together
Christian Liguda & Simon Schmid
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Beispiel I – Komplexe Systeme
Divide and Conquer Prinzip
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Beispiel II – Spiele KI
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving
3 Phasen Modell für CDPS
Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET
Result Sharing
Inkonsistenzen
Themenübersicht
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving
3 Phasen Modell für CDPS
Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET
Result Sharing
Inkonsistenzen
Themenübersicht
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPSArten von CDPS
Paralelles Problem lösen
Ziel: Geschwindigkeit
Teilknoten alle gleiche Fähigkeiten
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPSArten von CDPS
Paralelles Problem lösen
Ziel: Geschwindigkeit
Teilknoten alle gleiche Fähigkeiten
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPSArten von CDPS
Paralelles Problem lösen
Ziel: Geschwindigkeit
Teilknoten alle gleiche Fähigkeiten
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPSArten von CDPS
Paralelles Problem lösen
SETI@Home ClimatePrediction.net Electricsheep
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPS Arten von CDPS
“Traditionelles” CDPS
Ein gemeinsames Ziel
Keine Konflikte untereinander
Aufgabenverteilung fest
vorgegeben
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPSArten von CDPS
“Traditionelles” CDPS
Beispiel: Unterstützung in Design Systemen
Für jede Aufgabe ein Agent
Vorschläge für nächste Aktion
Überprüfung auf einzuhaltende Standards
Numerische Analyse für Stärke, Größe, ...
...
AutoCAD
Weiteres Beispiel: Max
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPSArten von CDPS
Multiagentensysteme
Agenten mit eigenen Interessen
Agenten selbstentscheidend
Kooperieren als Gemeinschaft
Konflikthafte Situationen
Wie kann eine Gemeinschaft
von autonomen Agenten gestaltet werden
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPS
Kriterien zur Beurteilung von Multiagentensystemen
Koherenz:
Qualität der Lösung
Umgang mit Ressourcen
Umgang mit Unsicherheit und Fehlern
Koordination:
Keine gegenseitige Behinderung der Ziele
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in CDPS
Wichtige Fragen zu CDPS
1) Problemzerlegung
2) Konstruktion der Lösung aus Teillösungen
3) Erreichung größtmögliche Koherenz
4) Koordination der Agenten – (Teil 2)
Nächster Abschnitt
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving
3 Phasen Modell für CDPS
Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET
Result Sharing
Inkonsistenzen
Themenübersicht
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
3 Phasen Modell für CDPS
Für Multiagentensysteme wichtig: Task- / Result Sharing
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
3 Phasen Modell für CDPS
Beispiel Flughafenverwaltung:
Problemzerlegung:
(Einzelne Flüge, Schalter belegen, etc.)
Problemlösung (Aufgabe der Agenten)
(Einzelne Agenten für jeden Terminal,
Flugzeug, Personal, Startbahn)
Lösungen zusammenführen
(Wann geht welcher Flug ? Wer fliegt ? Wo startet er ?...)
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
3 Phasen Modell für CDPS
Methode
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving
3 Phasen Modell für CDPS
Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET
Result Sharing
Inkonsistenzen
Themenübersicht
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Task Sharing im Contract Net (CNET)Modell
Frage: Wer macht was ?Vorgehen: (vereinfacht)
Teilproblem bekanntmachen Agenten können sich melden Auswahl aus interessierten Agenten Vertrag abschließen
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Task Sharing mit CNETBeispiel
Beispiel Flughafenverwaltung:
Teilproblem:
Flug um 11:15 nach New York mit 115 Passagieren
Angebote:
(1) Flugzeug F003: Bereit 11:10, Kapazität 125 Passagiere
(2) Flugzeug F012: Bereit 10:50, Kapazität 210 Passagiere
Auswahl: F003
Mitteilung an F003 zur Auftragsausführung
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Bekanntmachung des Fluges in KQML
Task Sharing mit CNETKQML - Bekanntmachung
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Entscheidung eines Agenten:
Annahme oder nicht
Idee:
Verfügbare Ressourcen
+ Belohnung
> zusätzlicher Aufwand
Task Sharing mit CNETEntscheidung des Agenten I
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Entscheidung eines Agenten (formal):
Definitionen:
Annahme wenn:
Task Sharing mit CNETEntscheidung des Agenten II
Extrakosten geringer als Ressourcen + Belohnung
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Angebot eines Agenten in KQML
Task Sharing mit CNETKQML – Angebot
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Task Sharing mit CNETUML Verlaufsdiagramm
Contract Net nach FIPA Standard:(Foundation for Intelligent Physical Agents)
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving
3 Phasen Modell für CDPS
Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET
Result Sharing
Inkonsistenzen
Themenübersicht
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Mitteilung von Teillösungen
Gründe:
Sicherheit (Umgebungsmodell erstellen)
Vollständigkeit (Verschiedene Sensoren)
Genauigkeit (Bestimmung einer Objektposition)
Schneller (Paralelles Verarbeiten)
Result Sharing
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving
3 Phasen Modell für CDPS
Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET
Result Sharing
Inkonsistenzen
Themenübersicht
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Verschiedene Arten von Inkonsistenzen:
Unterschiedliche Ziele
Grund:
Autonome Agenten VerschiedeneZiele
Unterschiedliche Überzeugungen
Gründe:
Keine vollständigen Informationen
Eingeschränkte Sichtweise
Inkonsistenzen
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Inkonsistenzen
Umgang mit Inkonsistenzen:
Darf nicht vorkommen
Verhandlung
Langsame Zurücknahme von Beliefs/ Planänderung/
Modifikation von Constrains bis....
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Inkonsistenzen
Ziel: Vollstände und konsistente Lösung
Eigenschaften kobuster Systeme:
Inkrementelles Vorgehen anstatt vorrausplanen
Zwischenresulte austauschen anstatt einfach Daten
Inkonsistenten während des Problemlösens beseitigen
Anderer Lösungsweg (Viele Wege führen nach Rom)
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Klausurfragen
Mit welchem Modell kann man verteilte Problemlösung
modellieren ? Wie funktioniert es ?
Was ist das CNET ? Wie ist der Ablauf im CNET ?
Welche Arten von Inkonsistenzen können auftreten ?
Wie geht man mit ihnen um ?
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Geistes-, Sozial-, Technik- und Naturwissenschaften – gemeinsam unter einem Dach
Diskussion
Lässt sich das 3 Phasen Modell auch in Spielen wie
Quake 2 anwenden ? Wie könnte man es übertragen ?
Nenne ein Beispiel für Task Sharing im CNET für Quake 2.
Was sind Vor- und Nachteile dieser Art der Problemlösung ?
