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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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Einführung in CDPS Arten von CDPS

“Traditionelles” CDPS

Ein gemeinsames Ziel

Keine Konflikte untereinander

Aufgabenverteilung fest

vorgegeben

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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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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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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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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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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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3 Phasen Modell für CDPS

Methode

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Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving

3 Phasen Modell für CDPS

Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET

Result Sharing

Inkonsistenzen

Themenübersicht

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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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Bekanntmachung des Fluges in KQML

Task Sharing mit CNETKQML - Bekanntmachung

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Entscheidung eines Agenten:

Annahme oder nicht

Idee:

Verfügbare Ressourcen

+ Belohnung

> zusätzlicher Aufwand

Task Sharing mit CNETEntscheidung des Agenten I

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Entscheidung eines Agenten (formal):

Definitionen:

Annahme wenn:

Task Sharing mit CNETEntscheidung des Agenten II

Extrakosten geringer als Ressourcen + Belohnung

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Angebot eines Agenten in KQML

Task Sharing mit CNETKQML – Angebot

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Task Sharing mit CNETUML Verlaufsdiagramm

Contract Net nach FIPA Standard:(Foundation for Intelligent Physical Agents)

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Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving

3 Phasen Modell für CDPS

Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET

Result Sharing

Inkonsistenzen

Themenübersicht

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Mitteilung von Teillösungen

Gründe:

Sicherheit (Umgebungsmodell erstellen)

Vollständigkeit (Verschiedene Sensoren)

Genauigkeit (Bestimmung einer Objektposition)

Schneller (Paralelles Verarbeiten)

Result Sharing

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Einführung in Cooperative Distributed Problem Solving

3 Phasen Modell für CDPS

Aufgabenverteilung (task sharing) mit CNET

Result Sharing

Inkonsistenzen

Themenübersicht

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Verschiedene Arten von Inkonsistenzen:

Unterschiedliche Ziele

Grund:

Autonome Agenten VerschiedeneZiele

Unterschiedliche Überzeugungen

Gründe:

Keine vollständigen Informationen

Eingeschränkte Sichtweise

Inkonsistenzen

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Inkonsistenzen

Umgang mit Inkonsistenzen:

Darf nicht vorkommen

Verhandlung

Langsame Zurücknahme von Beliefs/ Planänderung/

Modifikation von Constrains bis....

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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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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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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 ?