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Analysis and design of multiagent systems using MAS-CommonKADS
This article proposes an agent-oriented methodology called MAS-CommonKADS and develops a case study. This methodology extends the knowledge engineering methodology CommonKADSwith techniquesfrom objectoriented and protocol engineering methodologies. The methodology consists of the development of seven models: Agent Model, that describes the characteristics of each agent; Task Model, that describes the tasks that the agents carry out; Expertise Model, that describes the knowledge needed by the agents to achieve their goals; Organisation Model, that describes the structural relationships between agents (software agents and/or human agents); Coordination Model, that describes the dynamic relationships between software agents; Communication Model, that describes the dynamic relationships between human agents and their respective personal assistant software agents; and Design Model, that refines the previous models and determines the most suitable agent architecture for each agent, and the requirements of the agent network
TRAMMAS: Enhancing Communication in Multiagent Systems
Tesis por compendio[EN] Over the last years, multiagent systems have been proven to be a powerful and versatile paradigm, with a big
potential when it comes to solving complex problems in dynamic and distributed environments, due to their flexible
and adaptive behavior. This potential does not only come from the individual features of agents (such as autonomy,
reactivity or reasoning power), but also to their capability to communicate, cooperate and coordinate in order to
fulfill their goals. In fact, it is this social behavior what makes multiagent systems so powerful, much more than the
individual capabilities of agents.
The social behavior of multiagent systems is usually developed by means of high
level abstractions, protocols and languages, which normally rely on (or at least, benefit from) agents being able to
communicate and interact indirectly. However, in the development process, such high level concepts habitually
become weakly supported, with mechanisms such as traditional messaging, massive broadcasting, blackboard
systems or ad hoc solutions. This lack of an appropriate way to support indirect communication in actual multiagent
systems compromises their potential.
This PhD thesis proposes the use of event tracing as a flexible, effective and efficient support for indirect interaction
and communication in multiagent systems. The main contribution of this thesis is TRAMMAS, a generic, abstract
model for event tracing support in multiagent systems. The model allows all entities in the system to share their
information as trace events, so that any other entity which require this information is able to receive it. Along with
the model, the thesis also presents an abstract architecture, which redefines the model in terms of a set of tracing
facilities that can be then easily incorporated to an actual multiagent platform. This architecture follows a
service-oriented approach, so that the tracing facilities are provided in the same way than other traditional services
offered by the platform. In this way, event tracing can be considered as an additional information provider for
entities in the multiagent system, and as such, it can be integrated from the earliest stages of the development
process.[ES] A lo largo de los últimos años, los sistemas multiagente han demostrado ser un paradigma potente y versátil,
con un gran potencial a la hora de resolver problemas complejos en entornos dinámicos y distribuidos, gracias a
su comportamiento flexible y adaptativo. Este potencial no es debido únicamente a las caracterÃsticas individuales
de los agentes (como son su autonomÃa, y su capacidades de reacción y de razonamiento), sino que también se
debe a su capacidad de comunicación y cooperación a la hora de conseguir sus objetivos. De hecho, por encima
de la capacidad individual de los agentes, es este comportamiento social el que dota de potencial a los sistemas
multiagente.
El comportamiento social de los sistemas multiagente suele desarrollarse empleando abstracciones, protocolos y
lenguajes de alto nivel, los cuales, a su vez, se basan normalmente en la capacidad para comunicarse e
interactuar de manera indirecta de los agentes (o como mÃnimo, se benefician en gran medida de dicha
capacidad). Sin embargo, en el proceso de desarrollo software, estos conceptos de alto nivel son soportados
habitualmente de manera débil, mediante mecanismos como la mensajerÃa tradicional, la difusión masiva, o el uso
de pizarras, o mediante soluciones totalmente ad hoc. Esta carencia de un soporte genérico y apropiado para la
comunicación indirecta en los sistemas multiagente reales compromete su potencial.
Esta tesis doctoral propone el uso del trazado de eventos como un soporte flexible, efectivo y eficiente para la
comunicación indirecta en sistemas multiagente. La principal contribución de esta tesis es TRAMMAS, un modelo
genérico y abstracto para dar soporte al trazado de eventos en sistemas multiagente. El modelo permite a
cualquier entidad del sistema compartir su información en forma de eventos de traza, de tal manera que cualquier
otra entidad que requiera esta información sea capaz de recibirla. Junto con el modelo, la tesis también presenta
una arquitectura {abs}{trac}{ta}, que redefine el modelo como un conjunto de funcionalidades que pueden ser
fácilmente incorporadas a una plataforma multiagente real. Esta arquitectura sigue un enfoque orientado a
servicios, de modo que las funcionalidades de traza son ofrecidas por parte de la plataforma de manera similar a
los servicios tradicionales. De esta forma, el trazado de eventos puede ser considerado como una fuente adicional
de información para las entidades del sistema multiagente y, como tal, puede integrarse en el proceso de
desarrollo software desde sus primeras etapas.[CA] Al llarg dels últims anys, els sistemes multiagent han demostrat ser un paradigma potent i versà til, amb un gran
potencial a l'hora de resoldre problemes complexes a entorns dinà mics i distribuïts, grà cies al seu comportament
flexible i adaptatiu. Aquest potencial no és només degut a les caracterÃstiques individuals dels agents (com són la
seua autonomia, i les capacitats de reacció i raonament), sinó també a la seua capacitat de comunicació i
cooperació a l'hora d'aconseguir els seus objectius. De fet, per damunt de la capacitat individual dels agents, es
aquest comportament social el que dóna potencial als sistemes multiagent.
El comportament social dels sistemes multiagent solen desenvolupar-se utilitzant abstraccions, protocols i
llenguatges d'alt nivell, els quals, al seu torn, es basen normalment a la capacitat dels agents de comunicar-se i
interactuar de manera indirecta (o com a mÃnim, es beneficien en gran mesura d'aquesta capacitat). Tanmateix, al
procés de desenvolupament software, aquests conceptes d'alt nivell son suportats habitualment d'una manera
dèbil, mitjançant mecanismes com la missatgeria tradicional, la difusió massiva o l'ús de pissarres, o mitjançant
solucions totalment ad hoc. Aquesta carència d'un suport genèric i apropiat per a la comunicació indirecta als
sistemes multiagent reals compromet el seu potencial.
Aquesta tesi doctoral proposa l'ús del traçat d'esdeveniments com un suport flexible, efectiu i eficient per a la
comunicació indirecta a sistemes multiagent. La principal contribució d'aquesta tesi és TRAMMAS, un model
genèric i abstracte per a donar suport al traçat d'esdeveniments a sistemes multiagent. El model permet a
qualsevol entitat del sistema compartir la seua informació amb la forma d'esdeveniments de traça, de tal forma que
qualsevol altra entitat que necessite aquesta informació siga capaç de rebre-la. Junt amb el model, la tesi també
presenta una arquitectura abstracta, que redefineix el model com un conjunt de funcionalitats que poden ser
fà cilment incorporades a una plataforma multiagent real. Aquesta arquitectura segueix un enfoc orientat a serveis,
de manera que les funcionalitats de traça són oferides per part de la plataforma de manera similar als serveis
tradicionals. D'aquesta manera, el traçat d'esdeveniments pot ser considerat com una font addicional d'informació
per a les entitats del sistema multiagent, i com a tal, pot integrar-se al procés de desenvolupament software des de
les seues primeres etapes.Búrdalo Rapa, LA. (2016). TRAMMAS: Enhancing Communication in Multiagent Systems [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/61765TESISCompendi
Multiagent Bidirectionally-Coordinated Nets: Emergence of Human-level Coordination in Learning to Play StarCraft Combat Games
Many artificial intelligence (AI) applications often require multiple
intelligent agents to work in a collaborative effort. Efficient learning for
intra-agent communication and coordination is an indispensable step towards
general AI. In this paper, we take StarCraft combat game as a case study, where
the task is to coordinate multiple agents as a team to defeat their enemies. To
maintain a scalable yet effective communication protocol, we introduce a
Multiagent Bidirectionally-Coordinated Network (BiCNet ['bIknet]) with a
vectorised extension of actor-critic formulation. We show that BiCNet can
handle different types of combats with arbitrary numbers of AI agents for both
sides. Our analysis demonstrates that without any supervisions such as human
demonstrations or labelled data, BiCNet could learn various types of advanced
coordination strategies that have been commonly used by experienced game
players. In our experiments, we evaluate our approach against multiple
baselines under different scenarios; it shows state-of-the-art performance, and
possesses potential values for large-scale real-world applications.Comment: 10 pages, 10 figures. Previously as title: "Multiagent
Bidirectionally-Coordinated Nets for Learning to Play StarCraft Combat
Games", Mar 201
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