Supervision : Amal EL FALLAH SEGHROUCHNI

Une méthodologie pour appréhender la décision collective dans des systèmes multiagents sujets aux défaillances

Cette thèse aborde la question de la fiabilité des protocoles de décision collective dans les systèmes multiagents. L'autonomie des agents a souvent été présentée comme un gage de tolérance d'un agent face aux défaillances du reste du système, celle-ci devant permettre de compenser les évolutions imprévues du système par des mécanismes de décision locale. Cependant un autre problème est de pouvoir évaluer la cohérence du comportement global du système lorsque certains de ses membres ne respectent plus leur spécification. Nous nous intéressons à des problèmes de décision collective dans lesquels la solution est évaluée suivant des objectifs globaux assignés au système et non pas uniquement relativement aux intérêts individuels des agents. L'étude des protocoles tolérant aux pannes fait partie intégrante de l'algorithmique répartie, mais leur adaptation au cadre de systèmes d'agents autonomes pose de nombreux problèmes. Après avoir passé en revue un certain nombre de protocoles que l'on rencontre dans ce domaine (consensus binaire, validation, etc.) et les techniques mises en oeuvre pour garantir la tolérance du système face à différents types de pannes (pertes de messages, pannes franches ou byzantines, etc.), nous avons étudié les possibilités d'évolution de ces solutions dans un cadre multiagent. La question repose alors essentiellement sur la définition de l'autonomie que l'on adopte.
Dans un contexte coopératif, l'agent autonome désigne un agent cherchant continuellement à réaliser les buts qui lui ont été assignés, mais prêt à faire les concessions nécessaires au nom de l'intérêt collectif. L'étude du problème du consensus de l'informatique répartie montre que les protocoles qu'elle développe prennent très peu en compte l'avis des agents : on sacrifie l'intérêt des agents, au nom de la cohérence du système. En comparaison, la théorie du choix social permet de prendre en compte l'intérêt des agents, mais ignore les problèmes de communication ou de synchronisation. La question est évidemment de savoir comment prendre en compte l'intérêt d'un agent que l'on pense être défaillant, dans la mesure où la défaillance ne peut pas toujours être établie de manière certaine. Par ailleurs, le domaine a depuis évolué vers l'étude d'agents compétitifs. Dans ce contexte, être autonome est souvent synonyme d'être rationnel : un tel agent a pour seul objectif de maximiser sa propre utilité. Ce type de système est généralement étudié à travers le prisme de la théorie des jeux et de domaines annexes : la négociation (marchandage) ou les mécanismes d'incitation (mecanism design). Nous analysons les liens entre l'informatique répartie, la théorie des jeux et les systèmes multiagents, et cherchons à montrer que ces différents domaines reposent sur des attitudes distinctes face à l'incomplétude de l'information : l'une pessimiste, dans le pire des cas, et l'autre plus optimiste, reposant sur des notions de croyance et d'équilibre, mais qui du même coup échoue lorsqu'il s'agit d'expliciter les stratégies des agents au niveau individuel. Entre autre, nous expliquons pourquoi ces solutions basées sur la théorie des jeux s'implémentent plus naturellement par des mécanismes centralisés, et quelles sont les pistes données par l'informatique répartie pour réaliser l'un des objectifs du domaine : décentraliser les processus.
Ces différentes analyses nous conduisent à proposer une méthode guidant le concepteur face aux difficultés qu'il peut rencontrer lors de l'élaboration de protocole de décision collective. Parmi ces difficultés, on peut citer le passage de concepts d'analyse à leurs équivalents en terme de conception, les compromis à faire entre rationalité collective et cohérence du système, ou encore le fossé entre point de vue individuel (stratégie, architecture), et point de vue global (protocole).

2006-2009 Publications

• 2009
  • C. Pira : “Une méthodologie pour appréhender la décision collective dans des systèmes multiagents sujets aux défaillances”, thesis, phd defence 09/29/2009, supervision El fallah seghrouchni, Amal (2009)
• 2007
  • C. Pira, A. El Fallah‑Seghrouchni : “Autour du problème du consensus”, (2007)
• 2006
  • A. El Fallah‑Seghrouchni, G. Vauvert, C. Pira : “Formal specification of opinions applied to the consensus problem”, International Symposium on COGnitive systems with Interactive Sensors, Paris, France, pp. 1-6 (2006)