Resume

A para??tre dans les Actes des Troisi`e mes Journ′e es Francophones sur l’Intelligence Arti?cielle Distribu′e e et les Syst`e mes Multi-Agents

FONDEMENTS D’UNE APPROCHE LOGIQUE

A LA PROGRAMMATION D’AGENTS

Yves Lesp′e rance,Hector J.Levesque,Fangzhen Lin,

Daniel Marcu,Raymond Reiter et Richard B.Scherl

Department of Computer Science

University of Toronto

Toronto,ON,M5S1A4Canada

{lesperan,hector,?,marcu,reiter,scherl}@https://www.360docs.net/doc/9113352812.html,

R′e sum′e

Cette communication pr′e sente une approche`a la programmation haut-niveau d’agents

bas′e e sur une th′e orie logique de l’action hautement d′e velopp′e e.L’usager fournit une

sp′e ci?cation des actions primitives des agents(pr′e conditions et effets)de m?e me que des

aspects pertinents de leur environnement dans un formalisme logique.Il peut ensuite

sp′e ci?er des comportements pour les agents dans un langage de programmation o`u

l’on peut faire r′e f′e rence aux conditions en vigueur dans l’environnement.Lorsqu’une

implantation des actions primitives est fournie,l’ex′e cution des programmes dans un

environnement r′e el est possible;autrement on peut quand m?e me faire une ex′e cution

simul′e e.L’interpr′e teur maintient automatiquement un mod`e le du monde pour chacun

des https://www.360docs.net/doc/9113352812.html, th′e orie sur laquelle l’approche est bas′e e inclus une solution au probl`e me

de frame,permet aux agents d’avoir une connaissance incompl`e te du monde,et traite

les actions de perception.Ce fondement th′e orique permet aussi la v′e ri?cation des

programmes.L’approche est pr′e sent′e e`a l’aide d’un exemple d’application en cours

de d′e veloppement—un syst`e me multi-agent d’aide`a l’organisation de r′e unions.Les

travaux en cours sur l’implantation et les nombreux probl`e mes th′e oriques qui demeurent

sont aussi d′e crits.

1Introduction

La notion d’agent informatique est en vogue en ce moment(voir[16]pour une collection d’articles r′e cents).Ce genre d’agent semble?e tre une bonne fac?on de livrer des services aux usagers de fac?on conviviale sur les syst`e mes informatiques en r′e seau.Des application typiques sont la recherche d’information sur l’Internet,l’automation d’activit′e s communes des usagers(https://www.360docs.net/doc/9113352812.html,anisation de r′e unions),les interfaces`a l’usager intelligents,l’int′e gration d’outils logiciels h′e t′e rog`e nes,la robo-tique intelligente,la mod′e lisation de processus industriels ou organisationnels,etc.Le terme agent est utilis′e de fac?ons tr`e s diff′e rentes;il convient donc de tenter de clari?er le sens que nous lui donnons.Pour nous,un agent est toute entit′e active dont le comportement est utilement d′e crit `a l’aide de notions mentales telles que les connaissances,les buts,les intentions,etc.(Ceci corres-ponds largement`a l’usage commun en intelligence arti?cielle(IA),par opposition`a la notion plus courante de scripts qui peuvent?e tre ex′e cut′e s sur des machines distantes.)De plus,nous porterons notre attention plus sp′e ci?quement sur l’approche au d′e veloppement d’applications qui consiste`a concevoir un syst`e me comme une collection d’agents en interaction.

On peut voir la programmation orient′e e agent[19]comme une g′e n′e ralisation de la program-mation orient′e e objet.Mais la notion d’agent est beaucoup plus complexe que celle d’objet. Cons′e quemment,il est essentiel de baser des outils pour la mod′e lisation et la conception d’agents sur des fondements th′e oriques solides.Depuis quelque temps d′e j`a,nous travaillons sur une th′e orie Cette recherche est support′e e?nanci`e rement par le Centre de recherche sur la technologie de l’information(Ontario, Canada),l’Institut pour la robotique et les syst`e mes intelligents(Canada)et le Conseil de recherche en sciences naturelles et en g′e nie(Canada).Levesque et Reiter sont membres de l’Institut canadien pour la recherche avanc′e e.

Addresse courante:Department of Computer and Information Science,New Jersey Institute of Technology,University Heights,Newark,NJ07102USA

logique des agents et sur des outils de programmation bas′e s sur celle-ci.Le cadre th′e orique com-prends une formalisation de l’action qui incorpore une solution au probl`e me de frame,d′e barrassant ainsi le concepteur de l’obligation de sp′e ci?er les aspects du monde qui restent inchang′e s`a la suite d’une action.Le traitement comprends aussi un mod`e le des connaissances des agents et de leur capacit′e d’acqu′e rir des connaissances nouvelles en accomplissant des actions perceptuelles, par exemple en inspectant leur environnement`a l’aide d’une cam′e ra ou de capteurs sonar,ou en entrant en interaction avec l’usager ou d’autres agents.Finalement,nous avons aussi un traitement des actions et processus complexes qui h′e rite de la solution au probl`e me de frame pour les actions https://www.360docs.net/doc/9113352812.html, th′e orie poss`e de des propri′e t′e s computationnelles int′e ressantes.

L’ensemble d’expressions d’actions complexes d′e?ni peut?e tre vu comme un langage de pro-grammation d’agents.Lorsqu’une sp′e ci?cation des actions de base des agents(pr′e conditions et effets)est fournie,le concepteur peut sp′e ci?er des comportement complexes pour les agents dans ce langage de programmation.Cette sp′e ci?cation peut se faire`a un tr`e s haut niveau d’abstraction car le langage permet de r′e f′e rer aux conditions en vigueur dans l’environnement.Lorsqu’une implanta-tion des actions primitives est fournie,l’ex′e cution des programmes dans un environnement r′e el est possible;autrement une ex′e cution simul′e e peut?e tre faite.L’interpr′e teur maintient automatiquement un mod`e le du monde pour les agents sur la base de la sp′e ci?cation donn′e e.

Jusqu’`a maintenant,nos travaux sur la th′e orie et l’implantation d’agents avaient surtout port′e sur des agents uniques,principalement pour des applications en robotique.Dans cette communication, nous proposons une g′e n′e ralisation de notre traitement aux syst`e mes multi-agents.Le traitement propos′e est toutefois pr′e liminaire et nous identi?ons plusieurs probl`e mes qui restent`a r′e soudre avant d’obtenir une th′e orie et une implantation tout`a fait satisfaisantes.

L’approche est pr′e sent′e e`a l’aide d’un exemple—un syst`e me multi-agent d’aide`a l’organi-sation de r′e unions.Chaque usager a un agent secr′e taire qui a une certaine connaissance de son agenda.Lorsqu’un usager veut organiser une r′e union,il cr′e e un nouvel agent organisateur qui contacte les agents secr′e taires des participants et tente d’obtenir leur accord sur une p′e riode de temps pr′e cise.L’exemple est une version tr`e s simpli?′e e d’un tel syst`e me.Pour?e tre vraiment utile,un agent secr′e taire devrait avoir une certaine connaissance des pr′e f′e rences de l’usager au niveau des temps de r′e union,savoir quand et comment communiquer avec lui lorsqu’une requ?e te est rec?ue,peut-?e tre conna??tre la structure hi′e rarchique de l’organisation,etc.Les agents organisateurs devraient avoir des strat′e gies d’ordonnancement et de n′e gociation robustes.Notre formalisation de l’application inclus un module g′e n′e rique de communication entre agents utilisable pour d’autres applications.Chaque agent a une?le de messages et des actes de communication abstraits sont d′e?nis(https://www.360docs.net/doc/9113352812.html,RME,REQU?E TE,QUESTION S I,etc.).

Dans la prochaine section,nous faisons un bref compte rendu de notre th′e orie de l’action. Puis,nous pr′e sentons notre traitement des actions complexes et expliquons comment il peut ?e tre vu comme un langage de programmation d’https://www.360docs.net/doc/9113352812.html, section4d′e veloppe un ensemble d’outils simples pour la communication entre agents et la section5compl`e te notre sp′e ci?cation de l’application d’organisation de r′e unions.Dans les sections subs′e quentes,nous discutons di-verses questions d’architecture soulev′e es par l’implantation de notre formalisme et d′e crivons le statut de l’implantation et les exp′e riences d’utilisation en cours.Nous terminons en r′e sumant les caract′e ristiques importantes de notre approche et en discutant les probl`e mes qui restent`a r′e gler.

2Une th′e orie de l’action

Notre approche est bas′e e sur une version g′e n′e ralis′e e du calcul situationnel[12],un dialecte du calcul des pr′e dicats qui permet de repr′e senter un monde en′e volution.Le monde est conc?u comme se trouvant dans un certain′e tat(ou situation).Cet′e tat ne peut changer que sous l’effet d’une action accomplie par un agent.Le terme repr′e sente l’′e tat qui r′e sulte de l’accomplissement de l’action par l’agent dans l’′e tat.Par exemple,la formule S UR B B A GT D′E POSE S UR B B pourrait signi?er que B est sur B dans l’′e tat qui suit l’accomplissement de l’action D′E POSE S UR par A GT dans l’′e tat.Les pr′e dicats et fonctions dont la valeur peut changer d’′e tat en′e tat(et dont le dernier argument est un′e tat)sont appel′e s?uents.

On sp′e ci?e une action en′e nonc?ant tout d’abord les conditions dans lesquelles elle peut?e tre accomplie au moyen d’un axiome de pr′e conditions.Par exemple,

AJOUTE A CTIVIT′E

(1)

SECR′E TAIRE

A GENDA

signi?e qu’un agent peut ajouter une activit′e`a l’agenda d’un usager ssi il est le secr′e taire de cet usager et aucune activit′e n’est pr′e vue pour cette p′e riode.Puis,on sp′e ci?e comment l’action affecte l’′e tat du monde au moyen d’axiomes d’effets,par exemple:

AJOUTE A CTIVIT′E

A GENDA

(2)

AJOUTE A CTIVIT′E

Ces axiomes ne sont cependant pas suf?sants pour le raisonnement sur le changement.Il est normalement n′e cessaire de leur adjoindre des axiomes de frame sp′e ci?ant les propri′e t′e s qui demeurent inchang′e es sous l’effet de l’action.Le notoire probl`e me de frame[12]tient au fait que le nombre de ces axiomes est de l’ordre du produit du nombre d’actions et du nombre de?uents. Notre approche incorpore un traitement du probl`e me de frame d?u`a Reiter[15](inspir′e de travaux ant′e rieurs de Pednault[14],Schubert[18]et Haas[4]).L’id′e e de base est de r′e unir les axiomes d’effets pertinents`a un?uent donn′e et de supposer que ceux-ci sp′e ci?ent toutes les fac?ons dont le ?uent pourrait changer de valeur.Une transformation syntactique permet alors obtenir un axiome d’′e tat successeur pour le?uent,par exemple:

A GENDA

(3)

AJOUTE A CTIVIT′E

A GENDA ENL`E VE A CTIVIT′E

Ceci dit qu’une activit′e est`a l’agenda d’un usager dans l’′e tat suivant l’accomplissement de l’action par dans l’′e tat ssi l’action est d’ajouter cette activit′e`a l’agenda ou bien si l’activit′e′e tait d′e j`a`a l’agenda de l’usager et l’action n’est pas de l’enlever.Ce traitement′e vite la prolif′e ration du nombre d’axiomes car il ne n′e cessite qu’un axiome d’′e tat successeur par?uent et un axiome de pr′e conditions par action.

Scherl et Levesque[17]ont g′e n′e ralis′e ce traitement aux actions de perception.Ces actions ont des effets sur l’′e tat mental de l’agent et non sur le monde ext′e rieur.Par exemple,apr`e s avoir accompli l’action INSPECTE M ESS,un agent sait si sa?le de messages est vide et lorsqu’elle ne l’est pas,sait aussi quel message se trouve en t?e te de?le:

INSPECTE M ESS

KWhether V IDE FILE M ESS INSPECTE M ESS

V IDE FILE M ESS

Know T?E TE FILE M ESS INSPECTE M ESS

KWhether tient lieu de Know Know,et Know est aussi une abr′e viation que nous d′e?nissons https://www.360docs.net/doc/9113352812.html, connaissance est repr′e sent′e e en adap-tant le mod`e le des monde possibles au calcul situationnel(`a la fac?on de Moore[13]).

repr′e sente le fait que dans l’′e tat,l’agent croit que l’′e tat du monde pourrait?e tre. Know est une abr′e viation de la formule.Pour plus de clart′e,nous employons parfois la pseudo-variable now pour repr′e senter l’′e tat li′e par le Know;ainsi Know now abr′e vie.

Scherl et Levesque montrent comment obtenir un axiome d’′e tat successeur pour le?uent dans le cas d’un agent unique.Dans les domaines multi-agents,le probl`e me est plus complexe car La pr′e sente discussion ignore les probl`e mes de rami?cation et de quali?cation;un traitement compatible avec notre approche est propos′e par Lin et Reiter[10].

un agent n’est pas n′e cessairement au courant des actions des autres agents(actions exog`e nes).Pour l’application d’organisation de r′e unions,l’axiome d’′e tat successeur qui suit est suf?sant.Notez que ssi est le r′e sultat de l’accomplissement d’une s′e quence d’actions dans l’′e tat et chacune des actions de la s′e quence est possible dans l’′e tat o`u elle a lieu;tient lieu de.

(4)

INSPECTE M ESS

V IDE FILE M ESS V IDE FILE M ESS

V IDE FILE M ESS

T?E TE FILE M ESS T?E TE FILE M ESS

where

V oici ce que dit cet axiome.Quand une action est accomplie par un agent autre que le,l’axiome dit que dans la situation r′e sultante,consid`e re possible toute situation qui r′e sulte d’un nombre arbitraire d’actions exog`e nes se produisant dans une situation qui′e tait consid′e r′e e comme possible.Donc,admet la possibilit′e d’un nombre arbitraire d’actions exog`e nes et perd toutes les connaissances qu’il pouvait avoir sur des?uents qui pourraient?e tre affect′e s par ces actions exog`e nes.

Lorsque est une action non-perceptuelle(ex.AJOUTE A CTIVIT′E)accomplie par lui-m?e me,l’axiome′e nonce que dans la situation r′e sultante,consid`e re possible toute situation produite par son accomplissement de pr′e c′e d′e d’un nombre arbitraire d’actions exog`e nes se produisant dans une situation qui′e tait consid′e r′e e comme possible.Ainsi,apprends qu’il vient d’accomplir,mais perds toutes les connaissances qu’il pouvait avoir sur des?uents qui pourraient?e tre affect′e s par les actions exog`e nes.

Finalement,lorsque est une action perceptuelle accomplie par(c’est`a dire IN-SPECTE M ESS),nous obtenons la m?e me chose que pr′e c′e demment plus le fait que l’agent apprends la valeur des?uents associ′e s`a l’action perceptuelle—dans le cas qui nous concerne,si sa?le de messages est vide,et si tel n’est pas le cas,quel est le message en t?e te de?le.Ceci se g′e n′e ralise facilement`a un nombre arbitraire d’actions perceptuelles.

En g′e n′e ral,permettre un nombre arbitraire d’actions exog`e nes`a chaque transition comme nous le faisons ici ne laisserait sans doute que trop peu de connaissances aux agents.Mais notre domaine est nettement partitionn′e:l’agenda d’un usager ne peut?e tre mis`a jour que par l’agent secr′e taire de celui-ci.Donc malgr′e tout,les secr′e taires connaissent toujours l’agenda de leur usager.Dans d’autres circonstances,il pourrait?e tre appropri′e de supposer que toutes les actions sont publiques, c’est`a dire connues de tous les agents;ce cas est similaire`a celui d’un agent unique et s’axiomatise de fac?on analogue.Dans d’autres cas,il semble pr′e f′e rable pour les agents de supposer qu’aucun ′e v′e nement exog`e ne ne se produit et de r′e viser leurs croyances lorsqu’une contradiction appara??t; une formalisation de cette approche est en cours.

3Actions complexes et CONGOLOG

Les actions trait′e es jusqu’ici sont primitives et d′e terministes.Toute approche`a la programmation d’agent requiert des actions complexes.De plus,comme nous voulons mod′e liser les syst`e mes Pour voir comment on obtient ceci,notez que nous exigeons que V IDE FILE M ESS

V IDE FILE M ESS.Ainsi,V IDE FILE M ESS aura la m?e me valeur de v′e rit′e dans tous les tels que INSPECTE M ESS,INSPECTE M ESS.On notera alors que pour toute situation, V IDE FILE M ESS est vrai`a INSPECTE M ESS ssi il est vrai`a.Donc,V IDE FILE M ESS a la m?e me valeur de v′e rit′e dans toutes les situations telles que INSPECTE M ESS,et on a KWhether V IDE FILE M ESS now INSPECTE M ESS.

multi-agents,nous devons aussi traiter les processus concurrents.

Nous introduisons ce type d’action et processus dans le formalisme en tant qu’abr′e viations

(macros).La formalisation r′e sultante est beaucoup plus simple que les alternatives et les actions

complexes h′e ritent automatiquement de la solution au probl`e me de frame.Nous d′e?nirons donc une abr′e viation o`u est une expression d’action/processus complexe,qui signi?e que l’accomplissement de dans l’′e tat m`e ne`a l’′e tat(pas n′e cessairement unique).Il est

relativement simple de donner une d′e?nition inductive de lorsque ne contient pas d’actions concurrentes,ce que nous faisons dans[5];toutefois cette approche simple ne se g′e n′e ralise pas aux actions concurrentes.

Ici,nous d′e velopperons une approche diff′e rente qui traite les actions concurrentes par entrelace-

ment.Nous dirons qu’une ex′e cution concurrente de et,repr′e sent′e e par,a lieu entre et ssi un entrelacement quelconque de et a lieu entre et.Il nous faut donc capturer l’id′e e d’une ex′e cution d’un programme sur un intervalle,tout en permettant la pr′e sence d’autres actions dans l’intervalle.est d′e?nie par induction sur la structure de son premier argument comme suit:

Actions primitives:

by

Actions de test:

S′e quences:

Actions concurrentes:

Choix d’action non-d′e terministe:

Choix d’argument non-d′e terministe:

It′e ration non-d′e terministe:

Cette d′e?nition a toutefois un l′e ger probl`e me:elle ne garantit pas que toutes les actions ayant eu

lieu dans l’intervalle sont le r′e sultat de l’ex′e cution d’une partie du programme.Dans[7],nous

pr′e sentons une version plus complexe qui solutionne ce probl`e me.Cette formalisation s’inspire du

traitement standard des actions concurrentes en logique dynamique[3].

Les conditionnelles et les boucles peuvent?e tre d′e?nis en termes des expressions pr′e c′e dentes de

la fac?on suivante:

if then else endIf

while do endWhile

Les proc′e dures et la r′e cursion peuvent aussi?e tre trait′e es.

Pour plus de commodit′e,l’expression by est employ′e e avec toute action complexe, repr′e sentant alors avec chaque instance d’une action primitive remplac′e e par by;par exemple,

by while do endWhile

while do by by endWhile

Un traitement des interruptions et des processus concurrents`a priorit′e s diff′e rentes a aussi′e t′e d′e velopp′e.De plus,nous exp′e rimentons avec diverses techniques permettant de repr′e senter et raisonner sur les actions de longue dur′e e(ex.remplir une baignoire)pour lesquelles le mod`e le d’entrelacement est inappropri′e

Cet ensemble d’expressions d’actions complexes forme un langage de programmation adapt′e aux applications en IA distribu′e e,robotique,et simulation.Nous appelons la portion s′e quentielle GOLOG(alGOl en LOGique),et le langage entier CONGOLOG(CONcurrent GOLOG).Les prochaines sections contiennent plusieurs exemples.

CONGOLOG se distingue des langages courants de plusieurs fac?ons.Il a une s′e mantique formelle bas′e e sur le calcul situationnel.Ses actions complexes se d′e composent en actions primitives qui r′e f′e rent normalement`a des actions externes aux agents(ex.ramasser un objet ou questionner un autre agent,par opposition`a des actions qui n’affectent que l’′e tat interne de la machine comme une affectation`a un registre).Ceci permet de sp′e ci?er les comportements d′e sir′e s pour les agents `a un tr`e s haut niveau d’abstraction.Leur′e valuation se fait`a l’aide d’un d′e monstrateur.L’usager fournit:les axiomes de pr′e conditions,un par action,les axiomes d’′e tat successeur,un par?uent,une sp′e ci?cation de l’′e tat initial du monde,et un programme CONGOLOG sp′e ci?ant le comportement des agents du syst`e me.En gros,pour ex′e cuter un programme,on pose le probl`e me

au d′e monstrateur,et si une preuve(constructive)est obtenue,on en extrait une affectation pour la variable,puis on envoie la s′e quence d’action au module d’ex′e cution d’action primitives.Il est`a noter que l’interpr′e teur CONGOLOG maintient automatiquement un mod`e le du monde pour les agents.Dans cette approche,l’emphase porte sur la programmation`a haut niveau plut?o t que sur la synth`e se de plans au temps d’ex′e cution.Mais les plans partiels sont admis,le non-d′e terminisme permettant souvent d’inf′e rer les d′e tails manquants.Par exemple,le plan while S UR T ABLE do ENLEVE laisse aux soins de l’interpr′e teur CONGOLOG de trouver une s′e quence d’actions l′e gales qui permet de d′e barrasser la table.

Nos travaux se rapprochent de ceux de Shoham et son′e quipe sur le langage de programmation AGENT-0[19].Mais il n’est pas facile de faire une comparaison syst′e matique car les diff′e rences entre CONGOLOG et AGENT-0sont nombreuses.Ce dernier inclus un mod`e le des engagements et capacit′e s des agents et un ensemble d’actions de communications simples;ses agents ont tous une architecture g′e n′e rique`a base de r`e gles;il y a aussi une horloge globale et les croyances sont toutes de propositions dat′e es.Toutefois,il n’y a pas de mise`a jour automatique des connaissances des agents sur la base d’une sp′e ci?cation des actions primitives comme en CONGOLOG et seulement quelques types d’actions complexes sont trait′e s.Il semble aussi qu’il y ait moins d’emphase sur l’obtention d’une sp′e ci?cation formelle compl`e te du syst`e me.

4Communication en CONGOLOG

Les applications multi-agents n′e cessitent g′e n′e ralement des outils pour la communication entre agents.Un choix populaire est le langage de communication KQML[2]et les outils associ′e s. Toutefois selon Cohen et Levesque[1],la d′e?nition de KQML souffre de nombreuses lacunes, en particulier l’absence de s′e mantique https://www.360docs.net/doc/9113352812.html,me un de nos objectifs est de d′e montrer l’utilit′e de CONGOLOG pour divers types de t?a ches,nous choisissons ici de d′e?nir nos propres outils de communications simples.On peut voir la sp′e ci?cation comme un module g′e n′e rique qu’on inclus dans des applications sp′e ci?ques.Nous proc′e derons comme suit:tout d’abord,un ensemble

d’actions primitives d’′e change de messages sera sp′e ci?′e;par la suite,des actes de communications abstraits seront d′e?nis sur la base de ces primitives.Chaque agent a une?le de messages d′e not′e e par le?uent fonctionnel FILE M ESS.Trois types d’actions primitives op`e rent sur ces?les de messages:

ENVOIE M ESS:envoyer le message`a l’agent,ce qui

a pour effet d’ajouter la paire`a la?le du destinataire;

INSPECTE M ESS:percevoir quelle paire exp′e diteur-message est`a la t?e te de sa?le;et

ENL`E VE M ESS:enlever la paire exp′e diteur-message`a la t?e te de sa?le.

Les pr′e conditions de ces actions sont les suivantes:ENL`E VE M ESS est possible pour un agent ssi sa ?le de messages n’est pas vide:

ENL`E VE M ESS V IDE FILE M ESS(5) ENVOIE M ESS et INSPECTE M ESS sont toujours possibles(les axiomes sont omis).

Les effets physiques de ces actions sont tels que d′e crits ci-dessus,ce qui donne l’axiome d’′e tat successeur suivant pour le?uent FILE M ESS:

FILE M ESS

ENVOIE M ESS CONCA T`E NE FILE M ESS

(6)

ENL`E VE M ESS RESTE FILE M ESS

FILE M ESS

ENVOIE M ESS ENL`E VE M ESS

Sur la base de ces primitives,nous pouvons maintenant d′e?nir des actes de communication abstraits utiles:

proc INFORME

Know ENVOIE M ESS INFORME

end

proc INFORME S I

INFORME INFORME INFORME KWhether

end

proc REQU?E TE

ENVOIE M ESS REQU?E TE

end

proc QUESTION S I

REQU?E TE INFORME S I self

end

Notez que la pseudo-variable self r′e f`e re`a l’agent qui ex′e cute le programme.Les d′e?nitions utilisent aussi la citation.Il y a plusieurs traitements bien connus de cet′e l′e ment.Un traitement compatible avec notre th′e orie est en cours de d′e veloppement.

On peut d′e montrer que l’acte de communication abstrait INFORME a les caract′e ristiques atten-dues.D′e?nissons d’abord SINC`E RE,qui signi?era que jusqu’`a l’′e tat ,chaque message INFORME envoy′e par`a fut envoy′e sinc`e rement:

SINC`E RE

ENVOIE M ESS INFORME Know

Il est alors possible de montrer que lorsqu’un agent a envoy′e un message INFORME`a quelqu’un et que le destinataire a inspect′e ses messages,ce dernier saura alors qu’`a un certain moment dans le pass′e,l’exp′e diteur savait que,`a condition que le destinataire sache que sa?le de messages est vide initialement et que l’exp′e diteur est sinc`e re envers lui durant cette p′e riode:

Proposition

Know V IDE FILE M ESS now

Know SINC`E RE now

INSPECTE M ESS ENVOIE M ESS INFORME

Know now Know

INSPECTE M ESS ENVOIE M ESS INFORME

Pr′e sentement,il est impossible de prouver des r′e sultats g′e n′e raux int′e ressants`a propos de REQU?E TE`a cause de l’absence de formalisation des buts et des intentions.Nous comptons rem′e dier bient?o t`a cette https://www.360docs.net/doc/9113352812.html, prochaine section montrera que les outils de communication sp′e ci?′e s ci-dessus suf?sent pour d′e velopper des applications int′e ressantes.Nous travaillons`a′e toffer cette sp′e ci?cation et l’′e tendre`a d’autres types d’actes de communication.

5L’organisation de r′e unions en CONGOLOG

Avant de pouvoir d′e?nir notre exemple de syst`e me d’organisation de r′e unions,nous devons d’abord compl′e ter la sp′e ci?cation des actions primitives qui manipulent l’agenda des usagers.L’axiome de pr′e conditions pour AJOUTE A CTIVIT′E a d′e j`a′e t′e donn′e(1).Quant`a l’action d’enlever une activit′e de l’agenda d’un usager,nous la consid′e rons possible ssi l’agent accomplissant l’action est le secr′e taire de l’usager et une activit′e est pr′e sentement`a l’agenda de l’usager pour la p′e riode:

ENL`E VE A CTIVIT′E

(7)

SECR′E TAIRE

A GENDA

Les effets de ces actions sur le?uent A GENDA sont captur′e s par l’axiome d’′e tat successeur donn′e plus t?o t(3).

Nous sommes maintenant pr?e ts`a utiliser CONGOLOG pour d′e?nir le comportement de nos agents.Nous commenc?ons par les agents organisateurs de r′e unions.Ceux-ci ex′e cuterons la proc′e dure suivante:

proc ORGANISE R′E UNION

for do

REQUETE SECR′E TAIRE AJOUTE A CTIVIT′E R′E UNION

QUESTION S I SECR′E TAIRE C ONSENTI R′E UNION self

endFor;

while KWhether self

C ONSENTI R′E UNION self now do

INSPECTE M ESS

if V IDE FILE M ESS self then ENL`E VE M ESS endIf

endWhile;

INFORME S I

C ONSENTI R′E UNION self

if C ONSENTI R′E UNION self then %lib′e rer participants de leurs engagements

for do

REQUETE SECR′E TAIRE ENL`E VE A CTIVIT′E

endFor

endIf

endProc

Ci-dessus,nous utilisons l’abr′e viation suivante:

C ONSENTI R′E UNION

SECR′E TAIRE

T?E TE FILE M ESS SECR′E TAIRE REQU?E TE

AJOUTE A CTIVIT′E R′E UNION

INSPECTE M ESS

AJOUTE A CTIVIT′E R′E UNION

Ainsi,nous consid′e rons un participant comme ayant donn′e son accord`a une requ?e te de r′e union ssi dans une situation ant′e rieure,le secr′e taire du participant a perc?u la requ?e te d’ajouter la r′e union`a son agenda et a alors imm′e diatement donn′e suite`a la requ?e te.

Pendant ce temps,les agents secr′e taires ex′e cutent la proc′e dure suivante:

proc G`E RE A GENDA

while True do

INSPECTE M ESS

if V IDE FILE M ESS self then

%si message est INFORME,rien`a faire

if T?E TE FILE M ESS self QUESTION S I then

INFORME S I endIf

if T?E TE FILE M ESS self

REQUETE AJOUTE A CTIVIT′E

A UTORIS′E A JOU A CTIV

self AJOUTE A CTIVIT′E now

then AJOUTE A CTIVIT′E endIf

if T?E TE FILE M ESS self REQUETE ENL`E VE A CTIVIT′E

self ENL`E VE A CTIVIT′E now

A GENDA P ROPRI′E TAIRE now

then ENL`E VE A CTIVIT′E endIf

ENL`E VE M ESS

endIf

endWhile

endProc

Notez que la proc′e dure ne traite pas le cas o`u un usager voudrait se lib′e rer d’un engagement.

Pour mettre en oeuvre un syst`e me d’organisation de r′e unions,on pourrait par exemple,soumettre `a l’interpr′e teur CONGOLOG le programme suivant:

by SECR′E TAIRE G`E RE A GENDA USAGER

by SECR′E TAIRE G`E RE A GENDA USAGER

by SECR′E TAIRE G`E RE A GENDA USAGER

by ORGANISA TEUR ORGANISE R′E UNION USAGER USAGER USAGER MIDI

by ORGANISA TEUR ORGANISE R′E UNION USAGER USAGER USAGER MIDI

Ici,les organisateurs tenteront tous deux d’obtenir l’accord d’USAGER pour une r′e union`a midi;il y aura donc deux types de s′e quences d’ex′e cution,d′e pendant de qui obtient cet accord.

6Questions d’architecture

CONGOLOG doit maintenir un mod`e le du monde pour chacun des agents,de fac?on`a pouvoir ′e valuer les tests contenus dans leurs programmes.Il peut aussi?e tre n′e cessaire de mod′e liser certains Ceci est une fac?on un peu simpliste de mod′e liser le consentement`a une requ?e te.On pourrait parler de la plus r′e cente instance de la requ?e te perc?ue,et si on avait un mod`e le des intentions,on pourrait′e viter d’exiger une r′e action imm′e diate de l’agent recevant la requ?e te.

aspects de l’environnement des agents,par exemple pour une ex′e cution simul′e e.Dans nos travaux ant′e rieurs,nous avons identi?′e diverses techniques int′e ressantes pour effectuer ce raisonnement. Dans[15,17],nous proposons une m′e thode pour′e tablir si une proposition donn′e(requ?e te)est vraie apr`e s une s′e quence d’https://www.360docs.net/doc/9113352812.html, m′e thode applique une forme de r′e gression`a la requ?e te donn′e e pour obtenir une requ?e te′e quivalente qui ne mentionne que la situation initiale;la requ?e te r′e sultante peut alors?e tre trait′e e par une m′e thode de d′e monstration non-temporelle ordinaire.L’approche est plus ef?cace que la d′e monstration directe et est tr`e s g′e n′e rale;elle traite les cas de connaissances incompl`e tes de la situation initiale,de m?e me que les actions`a effets d′e pendants du contexte.Elle a′e t′e prouv′e e ad′e quate et compl`e https://www.360docs.net/doc/9113352812.html, r′e gression peut aussi?e tre employ′e e pour incorporer les informations acquises par perception au mod`e le du monde:les informationsacquises sont r′e gress′e es jusqu’`a ce qu’elles ne mentionnent que la situation initiale et le r′e sultat est ajout′e`a la th′e orie de la situation initiale.

Un probl`e me associ′e`a la m′e thode de r′e gression est que son co?u t augmente`a mesure que l’on s’′e loigne de la situation initiale.Il est clair qu’en g′e n′e ral,on doit effectuer une mise`a jour des connaissances des agents avec l’′e volution du syst`e me.Cependant,ainsi que Lin et Reiter[8,9]l’ont montr′e,la progression d’une base de connaissances(BC)n’est pas toujours repr′e sentable en logique du premier ordre.Ils identi?ent malgr′e tout certains cas sp′e ciaux int′e ressants o`u la progression d’une BC est repr′e sentable en logique du premier ordre et facilement calculable,en particulier,le cas des BCs o`u les′e nonc′e s d′e pendants de l’′e tat sont uniquement des litt′e raux et o`u les actions n’ont pas d’effets d′e pendants du contexte.Notez que l’hypoth`e se du monde clos n’est pas requise et que les connaissances des agents peuvent donc?e tre incompl`e tes.

Les actions exog`e nes sont probl′e matiques pour ces deux techniques,car alors,l’agent ne sait pas quelle s′e quence d’action a eu lieu.Notre implantation traite pr′e sentement certains de ces cas en se rabattant sur la perception lorsque la r′e gression est impossible.Une id′e e int′e ressante serait de pr′e calculer les effets de s′e quences arbitraires d’actions exog`e nes sur les?uents.Des travaux sont en cours pour obtenir un traitement g′e n′e ral.

Nous travaillons aussi a g′e n′e raliser la m′e thode de progression.Dans certains cas,on pourrait peut-?e tre partitionner la BC et traiter certains?uents par r′e gression et d’autres par progression. Les agents pourraient aussi tenter de r′e duire leurs BC`a la forme requise pour la progression en accomplissant des actions de perception.Finalement,dans certains cas,il pourrait?e tre n′e cessaire de se contenter d’une approximation facilement calculable`a la progression(c’est`a dire,quelque chose de plus faible que la postcondition la plus forte de la BC pour l’action).

Le non-d′e terminisme est un autre aspect du langage qui soul`e ve des questions.Pr′e sentement, notre implantation explore l’espace des actions possibles(profondeur d’abord)jusqu’`a ce qu’une action perceptuelle(ou la?n du programme)soit atteinte avant de faire un choix d’action.Il est clair que ceci n’est pas toujours la meilleure strat′e gie.Peut-?e tre vaudrait-il mieux laisser au programmeur le soin d’indiquer jusqu’o`u la recherche doit?e tre faite`a l’aide d’une primitive de contr?o le similaire au!de PROLOG?De plus,ne pourrait-on pas le cas′e ch′e ant poursuivre la recherche m?e me au del`a des action perceptuelles en consid′e rant les divers r′e sultats possibles?

Une sp′e ci?cation formelle du processus d’interpr′e tation de CONGOLOG pour les programmes multi-agents est en cours de d′e veloppement.Une telle sp′e ci?cation faciliterait l’′e valuation de diff′e rentes implantations.Notre formalisation de la notion de capacit′e d’un agent`a ex′e cuter un programme[6],qui traite les pr′e conditions de connaissances des actions,repr′e sente un pas important dans cette direction.

7Implantation et exp′e rimentation

Un interpr′e teur GOLOG prototype a′e t′e implant′e s en PROLOG et des exp′e riences impliquant divers types d’applications sont en https://www.360docs.net/doc/9113352812.html, plus avanc′e e concerne une application en robotique, la livraison de courrier dans un environnement simple[5].Le contr?o leur de haut niveau du robot programm′e en GOLOG est interfac′e`a un logiciel robotique accomplissant les t?a ches de base.Le syst`e me fonctionne pr′e sentement en mode simulation;des exp′e riences avec un v′e ritable robot sont projet′e es.

Deux versions de l’interpr′e teur CONGOLOG sont aussi en cours d’implantation.Une version monolithique supporte l’ex′e cution concurrente d’agents sur un seul processeur.L’autre version sup-porte l’ex′e cution v′e ritablement distribu′e e d’agents,la communication entre agents′e tant implant′e e au moyen d’outils TCP/IP[11].L’application d’organisation de r′e unions est en cours d’implantation. 8Conclusion

Nous croyons que le manque de robustesse des syst`e mes intelligents pr′e sentement disponibles tient en bonne partie`a l’absence de sp′e ci?cation ad′e quate de la t?a che`a accomplir.En cons′e quence, nous tentons de d′e velopper des outils ayant une base th′e orique solide.Les r′e sultats obtenus jusqu’`a maintenant repr′e sentent un pas important vers cet objectif.Toutefois,il reste beaucoup`a faire,autant sur les questions th′e oriques que l’implantation.Tel que mentionn′e pr′e c′e demment,nous′e tudions diverses approches pour implanter le m′e canisme de raisonnement sur le changement et les effets des actions perceptuelles.Nous examinons aussi comment le non-d′e terminisme peut?e tre employ′e pour permettre l’ex′e cution de programmes incomplets et comment la synth`e se de plans au temps d’ex′e cution pourrait?e tre incorpor′e e au mod`e le.Aussi`a l’′e tude sont des questions telles que le traitement de l’incertitude et la r′e vision des croyances,de m?e me que les repr′e sentations relative`a l’agent(indexicales)pour la robotique.

Notre formalisme est relativement limit′e quant au support offert aux applications multi-agents. Il serait certainement utile d’avoir un v′e ritable mod`e le des engagements entre agents,avec un m′e canisme d’implantation ad′e quat.Un traitement d’′e tats mentaux tels que les intentions,les buts,les d′e sirs,les intentions conjointes,et de notions comme la capacit′e pourrait aussi?e tre utile (voir[6]pour un traitement de la capacit′e dans notre formalisme).De plus,est-il n′e cessaire de mod′e liser et implanter les attitudes it′e r′e es(ex.les connaissances de A sur les connaissances de B)et les connaissances mutuelles?Par rapport`a la communication,jusqu’o`u devrait-on aller dans la mod′e lisation des caract′e ristiques de la communication humaine(ex.tromperie,ironie)dans un ensemble d’outils pour la programmation d’agents?Quels types d’actes de communication sont n′e cessaires?En ce qui a trait`a la coordination,quel type d’infrastructure devrait-on offrir?Est-il possible de r′e unir un ensemble de politiques de coordination g′e n′e riques?En?n de compte bien sur, l’utilit′e de l’approche propos′e e devra?e tre′e valu′e e empiriquement.

References

[1]Philip R.Cohen et Hector https://www.360docs.net/doc/9113352812.html,municative actions for arti?cial agents.Soumis

`a la First International Conference on Multiagent Systems(ICMAS’95),Stanford,CA,juin 1995.

[2]ARPA Knowledge Sharing Initiative External Interfaces Working Group.Speci?cation of the

KQML agent-communication language.Working Paper,juin1993.

[3]Robert Goldblatt.Logics of Time and Computation.CSLI Lecture Notes No.7.Center for the

Study of Language and Information,Stanford University,Stanford,CA,2`e me.′e dition,1987.

[4]Andrew R.Haas.The case for domain-speci?c frame axioms.Dans F.M.Brown,′e diteur,The

Frame Problem in Arti?cial Intelligence:Proceedings of the1987Workshop,pages343–348, Lawrence,KA,avril1987.Morgan Kaufmann Publishing.

[5]Yves Lesp′e rance,Hector J.Levesque,F.Lin,Daniel Marcu,Raymond Reiter et Richard B.

Scherl.A logical approach to high-level robot programming–a progress report.Dans Benjamin Kuipers,′e diteur,Control of the Physical World by Intelligent Agents,Papers from the1994 AAAI Fall Symposium,pages109–119,New Orleans,LA,novembre1994.

[6]Yves Lesp′e rance,Hector J.Levesque,Fangzhen Lin et Richard B.Scherl.Ability and knowing

how in the situation calculus.Soumis`a IJCAI-95,1995.

[7]Hector J.Levesque.Concurrency in the situation calculus.En pr′e paration,1995.

[8]Fangzhen Lin et Raymond Reiter.How to progress a database(and why)I.logical founda-

tions.Dans Jon Doyle,Erik Sandewall et Pietro Torasso,′e diteurs,Principles of Knowledge Representation and Reasoning:Proceedings of the Fourth International Conference,pages 425–436,Bonn,Allemagne,1994.Morgan Kaufmann Publishing.

[9]Fangzhen Lin et Raymond Reiter.How to progress a database II:The STRIPS connection.

Rapport technique,Department of Computer Science,University of Toronto,1995.A para??tre.

[10]Fangzhen Lin et Raymond Reiter.State constraints revisited.Journal of Logic and Computa-

tion,4(5):655–678,1994.

[11]D.Marcu,Y.Lesp′e rance,H.Levesque,F.Lin,R.Reiter et R.Scherl.Distributed software

agents and communication in the situation calculus.Soumis au Workshop on Intelligent Computer Communication,Cluj-Napoca,Roumanie,juin1995.

[12]John McCarthy et Patrick Hayes.Some philosophical problems from the standpoint of arti?cial

intelligence.Dans B.Meltzer et D.Michie,′e diteurs,Machine Intelligence,volume4,pages 463–502.Edinburgh University Press,Edinburgh,UK,1979.

[13]Robert C.Moore.A formal theory of knowledge and action.Dans J.R.Hobbs et Robert C.

Moore,′e diteurs,Formal Theories of the Common Sense World,pages319–358.Ablex Pub-lishing,Norwood,NJ,1985.

[14]E.P.D.Pednault.ADL:Exploring the middle ground between STRIPS and the situation

calculus.Dans R.J.Brachman,H.J.Levesque et R.Reiter,′e diteurs,Proceedings of the First International Conference on Principles of Knowledge Representation and Reasoning,pages 324–332,Toronto,ON,mai1989.Morgan Kaufmann Publishing.

[15]Raymond Reiter.The frame problem in the situation calculus:A simple solution(sometimes)

and a completeness result for goal regression.Dans Vladimir Lifschitz,′e diteur,Arti?cial Intelligence and Mathematical Theory of Computation:Papers in Honor of John McCarthy, pages359–380.Academic Press,San Diego,CA,1991.

[16]D.Riecken(′e diteur).Communications of the ACM37(7),num′e ro sp′e cial sur les agents

intelligents,juillet1994.

[17]Richard B.Scherl et Hector J.Levesque.The frame problem and knowledge-producing actions.

Dans Proceedings of the Eleventh National Conference on Arti?cial Intelligence,pages689–695,Washington,DC,juillet1993.AAAI Press/The MIT Press.

[18]L.K.Schubert.Monotonic solution to the frame problem in the situation calculus:An ef?-

cient method for worlds with fully speci?ed actions.Dans H.E.Kyberg,R.P.Loui et G.N.

Carlson,′e diteurs,Knowledge Representation and Defeasible Reasoning,pages23–67.Kluwer Academic Press,Boston,MA,1990.

[19]Y oav Shoham.Agent-oriented programming.Arti?cial Intelligence,60(1):51–92,1993.