The Power of Swap Deals in Distributed Resource Allocation

International audienceIn the simple resource allocation setting consisting in assigning exactly one resource per agent, the top trading cycle procedure stands out as being the undisputed method of choice. It remains however a centralized procedure which may not well suited in the context of multiagent systems, where distributed coordination may be problematic. In this paper, we investigate the power of dynamics based on rational bilateral deals (swaps) in such settings. While they may induce a high efficiency loss, we provide several new elements that temper this fact: (i) we identify a natural domain where convergence to a Pareto-optimal allocation can be guaranteed, (ii) we show that the worst-case loss of welfare is as good as it can be under the assumption of individual rationality, (iii) we provide a number of experimental results, showing that such dynamics often provide good outcomes, especially in light of their simplicity, and (iv) we prove the NP-hardness of deciding whether an allocation maximizing utilitarian or egalitarian welfare is reachable

Allocation de ressources par échanges bilatéraux

National audienceDans cet article, nous étudions des procédures décentralisées d'allocation de ressources reposant sur des échanges bilatéraux entre les agents. Nous nous intéressons aux problèmes dans lesquels chaque agent possède une unique ressource et est en mesure d'échanger cette ressource avec un autre agent afin d'augmenter sa satisfaction, les préférences d'un agent étant décrites par un ordre linéaire sur les ressources. Différentes approches se sont précédemment proposées de calculer de manière centralisée une solution optimale au sens de Pareto. Notre propos est d'étudier les propriétés des solutions obtenues par des procédures décentralisées. Malgré le fait que dans le pire cas, ces solutions puissent potentiellement être loin de l'optimalité, nous avançons plusieurs arguments permettant de relativiser ces résultats négatifs. Nous comparons également les solutions résultant d'échanges bilatéraux avec celles obtenues par la procédure centralisée Top Trading Cycle