Une approche multi-agent pour la conception de systèmes d'intelligence ambiante : un modèle formel intégrant planification et apprentissage

par Ahmed Chawki Chaouche

Thèse de doctorat en Informatique

Soutenue le 14-05-2015

à Paris 6 en cotutelle avec l'Université Abdelhamid Mehri - Constantine 2 (Constantine, Algérie) , dans le cadre de École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris , en partenariat avec Laboratoire d'Informatique de Paris 6 (laboratoire) .

Le jury était composé de Zizette Boufaida, Salima Hassas, Maria Potop-Butucaru, Okba Kazar, Jean-Michel Ilié.


  • Résumé

    Ce travail présente une architecture logicielle concrète dédiée aux besoins et caractéristiques des systèmes d'Intelligence Ambiante (AmI). Le modèle comportemental proposé, appelé Higher-order Agent (HoA), capture simultanément l'évolution de l'état mental de l'agent ainsi que l'état de son plan d'actions. Les expressions du plan sont écrites et composées en utilisant un langage algébrique formel, nommé AgLOTOS. Les plans sont construits automatiquement et à la volée, comme un système de processus concurrents, déduits des intentions de l'agent et de ses préférences d'exécution. Basé sur une sémantique de plans et d'actions concurrentes, un service de guidance est aussi proposé afin d'assister l'agent dans le choix de ses prochaines exécutions. Cette guidance permet d'améliorer la satisfaction des intentions de l'agent au regard des plans concurrents possibles et en fonction du contexte actuel de l'agent. La "localité" et le "temps" étant considérés comme des informations contextuelles clés dans l'activité de l'agent, nous les prenons en compte au travers de deux fonctions utilitaires originales conçues à partir des expériences des exécutions d'action et pouvant être combinées suivant les préférences stratégiques de l'agent. La structure compositionnelle des expressions AgLOTOS est mise à profit pour permettre des révisions ciblées du plan de l'agent, Les révisions des sous-plans sont donc réalisées automatiquement en fonction des mises à jour apportées aux intentions, tout en maintenant la consistance du comportement de l'agent. Un cas d'étude est développé afin de montrer comment l'agent peut agir, même s'il subit des changements inattendus de son contexte, en fonction de ses expériences passées qui révèlent certains cas de d'échecs.

  • Titre traduit

    A multi-agent approach for ambient system design : a formal model incorporating planning and learning


  • Résumé

    This work presents a concrete software architecture dedicated to ambient intelligence (AmI) features and requirements. The proposed behavioral model, called Higher-order Agent (HoA) captures the evolution of the mental representation of the agent and the one of its plan simultaneously. Plan expressions are written and composed using a formal algebraic language, namely AgLOTOS, so that plans are built automatically and on the fly, as a system of concurrent processes. Due to the compositional structure of AgLOTOS expressions, the updates of sub-plans are realized automatically accordingly to the revising of intentions, hence maintaining the consistency of the agent. Based on a specific semantics, a guidance service is also proposed to assist the agent in its execution. This guidance allows to improve the satisfaction of the agent's intentions with respect to the possible concurrent plans and the current context of the agent. Adopting the idea that "location" and "time" are key stones information in the activity of the agent, we show how to enforce guidance by ordering the different possible plans. As a major contribution, we demonstrate two original utility functions that are designed from the past-experiences of the action executions, and that can be combined accordingly to the current balance policy of the agent. A use case scenario is developed to show how the agent can act, even if it suffers from unexpected changes of contexts, it does not have many experiences and whose past experiences reveals some failure cases.


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