On Coordination in Multi-agent Systems

Document type: Dissertations
Full text:
Author(s): Stefan J. Johansson
Title: On Coordination in Multi-agent Systems
Translated title: Koordinering i Multi-agentsystem
Series: Blekinge Institute of Technology Dissertation Series
Year: 2002
Issue: 5
Pagination: 200
ISBN: 91-7295-013-7
ISSN: 1650-2159
Publisher: Blekinge Institute of Technology
City: Ronneby
Organization: Blekinge Institute of Technology
Department: Department of Software Engineering and Computer Science (Institutionen för programvaruteknik och datavetenskap)
Dept. of Software Engineering and Computer Science S-372 25 Ronneby
+46 455 38 50 00
http://www.bth.se/eng/ipd/
Authors e-mail: sja@bth.se
Language: English
Abstract: Agent technology enables the designers of computer based systems to construct software agents that are able to model attitudes. We present a frame-work in which these artifacts aim to express the preferences of both their designers and their owners. Just like human societies need rules, regula-tions, norms and social laws, in order to function, societies of agents need coordination mechanisms in order to work efficiently. We show why some higher level goals of agents are incompatible, e.g. the automatic creation of coalitions among agents, and at the same time being self-interested and boundedly rational.
One way to model the outcome of planned interactions between agents is to apply game theory. We use game theory for proving some results, e.g. a \No free lunch" theorem. For more practical applications, however, other approaches are often needed. One such domain is dynamic resource allocation, where agents through auction mechanisms or different kinds of mobile broker techniques solve the problem of coordinating the allocation. We present comparisons of the results of simulations of several of these approaches in a telecommunication networks application. Another interesting domain concerns mobile robots for playing soccer. To model this problem, a novel approach called artificial electrical fields, is used for both navigation and manipulation of objects.
Summary in Swedish: Agentteknologin möjliggör design av mjukvaruagenter som kan representera åsikter. Vi presenterar ett ramverk i vilket både agenternas designrar, såväl som ägare, kan uttrycka sina preferenser. Precis som i verkligheten, där mänskliga samhällen behöver regler och lagar för att fungera, så behöver agenterna normer och koordineringsmekanismer för att fungera effektivt. Vi visar varför några av högnivåmålen i multi-agentsystem är motstridiga, tex rationalitet och förmåga att bygga koalitioner. Ett sätt att modellera interaktioner mellan agenter är att använda spelteori. Vi använder spelteori bland annat för att visa ett "No free lunch"-teorem för agentsystem, men i praktiska tillämpningar, så behöver vi ofta använda andra angreppssätt. En sådan problemdomän är dynamisk resursallokering i telekommunikationssystem, i vilken vi simulerat koordineringar mellan agenter för att lösa problemet. Vi presenterar resultaten av simuleringar av ett flertal olika arkitekturer, bland annat mobila mäklar-agenter och auktionsagenter. En ytterligare domän är robotfotboll till vilken vi utvecklat en heuristik för val av handlingar baserad på artificiella elektroniska fält.
Subject: Computer Science\Artificial Intelligence
Computer Science\Distributed Computing
Telecommunications\Overload Control in Intelligent Networks
Keywords: Multi-agent systems, Game theory, Dynamic resource allocation
URN: urn:nbn:se:bth-00207
Edit