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Simulation of automated negotiation

Abstract

Durch die Automatisierung von Verhandlungen sollen bessere Verhandlungsergebnisse erzielt werden können als bei Verhandlungen zwischen Menschen und neue Koordinationsformen für autonome Agentensysteme ermöglicht werden. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Simulation solcher Systeme für automatisierte Verhandlungen, da operative Systeme zur Zeit noch nicht verfügbar sind. Die Arbeit basiert auf einer Erhebung und Diskussion der aktuellen Literatur im Bereich der Simulation automatisierter Verhandlungen. Existierende Ansätze weisen einige Unzulänglichkeiten bezüglich deren praktischer Umsetzbarkeit in einer offenen Umgebung wie dem Internet auf, wo automatisierte Verhandlungen nicht nur sehr schnell durchgeführt werden sondern sich auch Software-Agenten und Verhandlungsprobleme ändern können. Diese Defizite thematisierend werden Verhandlungssysteme für automatisierte Verhandlungen vorgeschlagen. Diese bestehen zum einen aus Software-Agenten, die generische Angebots- und Konzessionsstratgien verfolgen, zum anderen aus Interaktionsprotokollen, die es Agenten erlauben ihre Strategien vorübergehend oder permanent auszusetzen. Ergebnisse der Simulation dieser Systeme, mit Verhandlungsproblemen aus Verhandlungsexperimenten mit menschlichen Probanden als Input, werden für unterschiedliche Ergebnisdimensionen -- Übereinkunftshäufigkeit, Fairness, individuelle und kollektive Effizienz -- zwischen Systemen und auch mit den Ergebnissen der Experimente verglichen. Trotz fundamentaler Zielkonflikte zwischen den einzelnen Ergebnisdimensionen erzielen einige Systeme konsistent bessere Ergebnisse sowohl im Systemvergleich als auch verglichen mit den Ergebnissen der Experimente. Diese Systeme bestehen aus Software-Agenten die systematisch Angebote mit monoton abnehmendem Nutzen unterbreiten und erste Konzessionensschritte tätigen solange der Opponent bisherige Konzessionen erwidert hat. Das verwendete Interaktionsprotokoll zeichnet sich dadurch aus, dass es den Agenten erlaubt ungünstige Angebote zurückzuweisen und damit neue Angebote des Opponenten einzufordern, durch diese Unterbrechung der eigenen Angebotsstrategie können ungünstige Verhandlungsergebnisse vermieden werden.Automated negotiation is argued to improve negotiation outcomes by replacing humans and to enable coordination in autonomous systems. As operative systems do not yet exist scholars rely on simulations to evaluate potential systems for automated negotiation. This dissertation reviews the state of the art literature on simulation of automated negotiation along its main components - negotiation problem, interaction protocol, and software agents. Deficiencies of existing approaches concerning the practical application in an open environment as the Internet - where automated negotiation proceeds fast, with changing opponents, and for various negotiation problems - are identified. To address these deficiencies we develop and simulate automated negotiation systems, consisting of software agents that follow generic offer generation and concession strategies and protocols that allow these agents to interrupt their strategy to avoid exploitation and unfavorable agreements. Outcomes of simulation runs are compared across systems and to human negotiation along various outcome dimensions - proportion of agreements, dyadic and individual performance, and fairness - for various negotiation problems derived from negotiation experiments with human subjects. Though there exist trade-offs between the different outcome dimensions, systems consisting of software agents, that systematically propose offers of monotonically decreasing utility and make first concession steps if the opponent reciprocated previous concessions, and an interaction protocol that enables to reject unfavorable offers - without immediately aborting negotiations - in order to elicit new offers from the opponent, performed best. These systems performed very well in all outcome dimensions when compared with other systems and were the only that outperformed negotiation between humans in all dimensions

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