Addressing stability issues in mediated complex contract negotiations for constraint-based, non-monotonic utility spaces

Negotiating contracts with multiple interdependent issues may yield non- monotonic, highly uncorrelated preference spaces for the participating agents. These scenarios are specially challenging because the complexity of the agents’ utility functions makes traditional negotiation mechanisms not applicable. There is a number of recent research lines addressing complex negotiations in uncorrelated utility spaces. However, most of them focus on overcoming the problems imposed by the complexity of the scenario, without analyzing the potential consequences of the strategic behavior of the negotiating agents in the models they propose. Analyzing the dynamics of the negotiation process when agents with different strategies interact is necessary to apply these models to real, competitive environments. Specially problematic are high price of anarchy situations, which imply that individual rationality drives the agents towards strategies which yield low individual and social welfares. In scenarios involving highly uncorrelated utility spaces, “low social welfare” usually means that the negotiations fail, and therefore high price of anarchy situations should be avoided in the negotiation mechanisms. In our previous work, we proposed an auction-based negotiation model designed for negotiations about complex contracts when highly uncorrelated, constraint-based utility spaces are involved. This paper performs a strategy analysis of this model, revealing that the approach raises stability concerns, leading to situations with a high (or even infinite) price of anarchy. In addition, a set of techniques to solve this problem are proposed, and an experimental evaluation is performed to validate the adequacy of the proposed approaches to improve the strategic stability of the negotiation process. Finally, incentive-compatibility of the model is studied.Spain. Ministerio de Educación y Ciencia (grant TIN2008-06739-C04-04

Enabling cooperative and negotiated energy exchange in remote communities

Energy poverty at the household level is defined as the lack of access to electricity and reliance on the traditional use of biomass for cooking, and is a serious hindrance to economic and social development. It is estimated that 1.3 billion people live without access to electricity and almost 2.7 billion people rely on biomass for cooking, a majority of whom live in small communities scattered over vast areas of land (mostly in the Sub-Saharan Africa and the developing Asia). Access to electricity is a serious issue as a number of socio-economic factors, from health to education, rely heavily on electricity. Recent initiatives have sought to provide these remote communities with off-grid renewable microgeneration infrastructure such as solar panels, and electric batteries. At present, these resources (i.e., microgeneration and storage) are operated in isolation for individual home needs, which results in an inefficient and costly use of resources, especially in the case of electric batteries which are expensive and have a limited number of charging cycles. We envision that by connecting homes together in a remote community and enabling energy exchange between them, this microgeneration infrastructure can be used more efficiently. Against this background, in this thesis we investigate the methods and processes through which homes in a remote community can exchange energy. We note that remote communities lack general infrastructure such as power supply systems (e.g., the electricity grid) or communication networks (e.g., the internet), that is taken for granted in urban areas. Taking these challenges into account and using insights from knowledge domains such game theory and multi-agent systems, we present two solutions: (i) a cooperative energy exchange solution and (ii) a negotiated energy exchange solution, in order to enable energy exchange in remote communities.Our cooperative energy exchange solution enables connected homes in a remote community to form a coalition and exchange energy. We show that such coalition a results in two surpluses: (i) reduction in the overall battery usage and (ii) reduction in the energy storage losses. Each agents's contribution to the coalition is calculated by its Shapley value or, by its approximated Shapley value in case of large communities. Using real world data, we empirically evaluate our solution to show that energy exchange: (i) can reduce the need for battery charging (by close to 65%) in a community; compared with when they do not exchange energy, and (ii) can improve the efficient use of energy (by up to 10% under certain conditions) compared with no energy exchange. Our negotiated energy exchange solution enables agents to negotiate directly with each other and reach energy exchange agreements. Negotiation over energy exchange is an interdependent multi-issue type of negotiation that is regarded as very difficult and complex. We present a negotiation protocol, named Energy Exchange Protocol (EEP), which simplifies this negotiation by restricting the offers that agents can make to each other. These restrictions are engineered such that agents, negotiation under the EEP, have a strategy profile in subgame perfect Nash equilibrium. We show that our negotiation protocol is tractable, concurrent, scalable and leads to Pareto-optimal outcomes (within restricted the set of offers) in a decentralised manner. Using real world data, we empirically evaluate our protocol and show that, in this instance, a society of agents can: (i) improve the overall utilities by 14% and (ii) reduce their overall use of the batteries by 37%, compared to when they do not exchange energy

Social Welfare

"Social Welfare" offers, for the first time, a wide-ranging, internationally-focused selection of cutting-edge work from leading academics. Its interdisciplinary approach and comparative perspective promote examination of the most pressing social welfare issues of the day. The book aims to clarify some of the ambiguity around the term, discuss the pros and cons of privatization, present a range of social welfare paradoxes and innovations, and establish a clear set of economic frameworks with which to understand the conditions under which the change in social welfare can be obtained

Rational Cooperation (1) - Eliminating Interdependencies Between Issues for Multi-issue Negotiation

Contains fulltext : 56602.pdf (publisher's version ) (Closed access)16 p

Contribución a la negociación automática en espacios de utilidad complejos

Premio Extraordinario de Doctorado 2012Podemos entender la negociación como una interacción entre varias partes que intentan alcanzar un acuerdo en relación a una serie de atributos que les suponen un conflicto de intereses. Así definida, la negociación está presente en numerosos aspectos de la vida cotidiana, desde las relaciones personales a la economía o la política internacional. Algunos escenarios de negociación pueden ser total o parcialmente automatizados, beneficiándose así de las ventajas en cuanto a eficiencia del empleo de técnicas de inteligencia artificial. Entre los problemas que ya se han abordado con éxito en la literatura haciendo uso de negociación automática entre agentes podemos destacar diferentes escenarios de negociación en comercio electrónico y problemas de reparto de recursos o tareas, como por ejemplo cadenas de producción o reparto de carga computacional en procesos informáticos. La automatización de los procesos de negociación permite no sólo replicar la toma de decisiones humana en escenarios de negociación tradicionales, sino también abordar problemas en los que la negociación con humanos no es viable, ya sea por la complejidad del escenario o por las limitaciones temporales del proceso de negociación. Dentro de este ámbito, existe un interés creciente por el estudio de escenarios de negociación complejos, como pueden ser las negociaciones de contratos jurídicos o los acuerdos de requisitos entre proveedores y clientes. En este tipo de escenarios, son frecuentes las negociaciones de múltiples atributos interdependientes. La complejidad inherente a este tipo de problemas de negociación sugiere la automatización total o parcial del proceso, especialmente cuando existen restricciones temporales severas sobre la duración de la negociación. Sin embargo, la dependencia entre atributos genera espacios de utilidad no lineales, haciendo que los mecanismos clásicos de negociación automática no sean aplicables. Incluso mecanismos específicamente diseñados para escenarios no lineales pueden fallar si la complejidad del espacio de utilidades aumenta considerablemente. Existe, por tanto, la necesidad de diseñar mecanismos que permitan negociar de forma efectiva y eficaz en escenarios que impliquen espacios de utilidad de elevada complejidad. Esta tesis aborda el problema de la negociación automática multilateral en espacios de utilidad complejos, tratando de dar respuesta a esta necesidad. Para ello se propone un modelo de negociación especialmente diseñado para este tipo de escenarios. El modelo comprende la representación de las preferencias de los agentes, la especificación del protocolo de interacción que gobierna la negociación, y el diseño de estrategias heurísticas para la toma de decisiones de los agentes. Para las preferencias de los agentes, se opta por funciones de utilidad basadas en restricciones ponderadas, y se presenta un generador de preferencias que permite diseñar, a partir de un conjunto de parámetros, escenarios de complejidad ajustable, tanto en lo referente a la complejidad de los espacios de preferencias individuales de los agentes como en lo referente a la correlación mutua de las funciones de utilidad de los diferentes agentes. Para el proceso de negociación, este trabajo parte de la hipótesis de que, en escenarios en los que los espacios de utilidad de los agentes son complejos, la dificultad de la consecución de acuerdos mutuamente aceptables puede paliarse buscando un equilibrio adecuado entre los objetivos individuales de maximización de la utilidad de cada agente, y el objetivo social de la consecución del acuerdo. Teniendo esto en cuenta, se propone un protocolo de interacción expresivo e iterativo basado en subastas, que permite a los agentes refinar sus propuestas en cada iteración sirviéndose de la capacidad expresiva que proporcionan las técnicas de argumentación. Finalmente, se diseña un conjunto de estrategias para la toma de decisiones de los agentes, orientadas a equilibrar el beneficio obtenido y la probabilidad de acuerdo en función de la actitud hacia el riesgo de cada agente. Una vez formulada la propuesta, se ha realizado una exhaustiva evaluación experimental orientada a determinar la contribución a la negociación de los mecanismos propuestos en términos de efectividad y eficiencia. Los experimentos realizados han confirmado nuestra hipótesis de trabajo y la adecuación de nuestra propuesta basada en el equilibrio entre utilidad y probabilidad de acuerdo y la capacidad expresiva de los agentes, y nos han permitido extraer importantes conclusiones en el ámbito de investigación de los sistemas de negociación automática multilateral multiatributo para espacios de utilidad complejos