C
es motifs introduisent des propositions pour l’architecture des agents. Une architecture d’agent d´ecrit les flux d’information et de commandes qui circulent entre diff´erents modules pour permettre `a l’agent de choi- sir `a chaque instant la meilleure action `a faire compte tenu de la tˆache qu’il doit accomplir et de la situation dans laquelle il se trouve.Nous pr´esentons ici les bases principales de cette s´erie de motifs. Il pourrait ˆ
etre possible d’´ecrire un motif par architecture d’agent, mais, ´etant donn´e le nombre important –– et toujours croissant –– d’architectures et de mod`eles internes d’agents, il nous a sembl´e judicieux de pr´esenter des motifs pour des familles d’architectures. Nous laissons donc `a chaque concepteur la charge de d´ecrire sa propre architecture –– si elle a ´et´e appliqu´ee avec succ`es `a plusieurs reprises et si elle apporte des concepts diff´erents de celles d´ej`a pr´esent´ees ou s’il s’agit d’une mise en œuvre particuli`erement efficace.
Nous proposons quatre motifs de ce type :
Architecture BDI : ce type d’architecture est la mise en œuvre du mod`ele
BDI (Belief Desire Intention).
Architecture verticale : architecture hybride (l’agent est `a la fois r´eactif et d´elib´eratif) dont les modules sont agenc´es en s´equence et dans laquelle chaque module est associ´e `a sa propre base de connaissances.
Architecture horizontale : autre architecture hybride mais dont les modules sont agenc´es en parall`ele, suivant un mod`ele subsomptif.
Architecture r´ecursive : architecture au contrˆole d´ecentralis´e, les diff´erents modules sont des agents, ce qui fait de l’agent un syst`eme multi-agent.
Motif
Architecture
BDI
1. Synopsis
Ce type d’architecture permet de mettre en œuvre le mod`ele BDI (Belief, Desire, Intention).
2. Forces
– Les agents que l’on utilise fonctionneront sur le mod`ele BDI.
– Le comportement des agents est bien plus cognitif que r´eactif. – La rationalit´e de l’agent est plus importante que sa rapidit´e.
– Les agents doivent avoir de nombreuses connaissances et doivent ˆetre ca- pables de les manipuler.
– Les connaissances manipul´ees sont relativement abstraites. – Les agents poursuivent plusieurs buts parall`eles.
– Les agents ont des plans pour r´ealiser leurs buts.
3. Usages
Bien sˆur, le premier exemple d’architecture BDI a ´et´e propos´e par les cr´ea- teurs du mod`ele BDI, Michael Georgeff, A. Lansky & Anand Rao. Cette
architecture, utilis´ee dans le syst`eme PRS1, [Lansky & Georgeff 87, Rao
& Georgeff 91, Singh et al. 99], repose sur la structure pr´esent´ee par la figure 23 page suivante. Quatre modules contiennent chacun respectivement les croyances (Beliefs), les d´esirs, les intentions et les plans (pr´econstruits) de l’agent. Ces connaissances sont stock´ees sous forme de r`egles et de faits. Le fonctionnement de ces diff´erents modules (activation des r`egles, modification des bases) est g´er´e par un module central, l’interpr`ete.
Dans [d’Inverno et al. 97], Mark d’Inverno, David Kinny, Michael Luck & Michael Wooldridge proposent une sp´ecification formelle de l’architecture
interpreter D B
plans I
Input Output
Fig. 23 – L’architecture BDIde PRS
de dMARS2. dMARSest une mise en œuvre clairement sp´ecifi´ee dePRS. En effet, bien que largement utilis´e,PRS manquait de clart´e quant `a son fonctionnement interne. La structure de dMARS est donc la mˆeme que celle de PRS.
Jack Intelligent Agents, [Hodgson et al. 99, Howden et al. 01], utilise la mˆeme architecture que PRS pour ses agents BDI. Jack se pose en successeur de PRS et dMARS et utilise donc la mˆeme structure.
Dans Zeus, la plate-forme multi-agent de British Telecom, l’architecture pro- pos´ee pour la structure interne des agents est une architectureBDI, h´eriti`ere de celle de dMARS. Zeus apporte une modification `a dMARSen diff´erenciant l’inter- face au monde concernant les perceptions et les actions de l’interface au monde concernant les messages (cf. figure 24). Elle s´epare aussi l’interpr`ete en diff´e- rents modules : gestion des messages, planification, ex´ecution et, le principal, le moteur de coordination qui contrˆole le tout.
interpreter plans B D I mailbox input output
Fig. 24 – L’architectureBDI de Zeus
4. Solution
L’architecture propos´ee par ce motif est l’utilisation d’un module principal, l’interpr`ete, qui fera le lien entre le mod`ele interne de l’agent et l’environnement de l’agent. Ce module sera connect´e `a quatre bases de connaissances.
La premi`ere de ces bases de connaissances contient les croyances de l’agent. Ces croyances sont des faits sur le monde et les r`egles de transformation de ces
5. Mise en œuvre
faits dans le monde. C’est l’interpr`ete qui int´egrera les perceptions de l’agent dans ce module de croyances.
La deuxi`eme de ces bases contient les d´esirs de l’agent. Ces d´esirs repr´e- sentent les buts `a plus ou moins long terme de l’agent. Ces d´esirs doivent ˆetre coh´erents (i. e., ne pas s’opposer les uns aux autres). Le module interpr`ete ma- nipulera ces d´esirs, notamment pour cr´eer les intentions de l’agent.
Ces intentions forment la troisi`eme base de l’agent. Une intention est une action (ou un ensemble d’actions) `a r´ealiser. L’interpr`ete d´efinit cette intention `
a partir des d´esirs et des plans pr´econstruits que l’agent poss`ede. Une intention est une instanciation d’un plan ou d’une partie d’un plan en fonction de l’´etat du monde et des ressources disponibles.
Enfin, la derni`ere base de l’agent contient une biblioth`eque de plans pr´e- ´
etablis qui lui permettront de choisir les actions `a effectuer et donc les in- tentions `a instancier.
L’architecture BDI g´en´erique r´esultante est donc celle qui est pr´esent´ee sur la figure 25. world interface interpreter plans B D I
Fig. 25 – Architecture BDI g´en´erique
5. Mise en œuvre
Dans l’article [d’Inverno et al. 97], est propos´ee une sp´ecification tr`es claire, en Object-Z, de la mise en application de l’architecture BDI.
M. Mulder, Jan Treur & Michael Fischer, [Mulder et al. 97], ont mis en œuvre deux versions de l’interpr`ete BDI, l’une en Concurrent MetateM et l’autre grˆace `a desire (cf. le chapitre II page 33).
Les croyances de l’agent sont repr´esentables sous la forme d’une base de faits et de r`egles de type Prolog (i. e., des faits et des pr´edicats logiques). La plus grande difficult´e est qu’il est souvent n´ecessaire d’utiliser une logique temporelle et modale, incluant divers degr´es de croyance.
Les d´esirs de l’agent sont repr´esentables sous la forme de buts, pr´efix´es de pr´edicats modaux tels que « vouloir que » ou « chercher `a savoir si ».
Les plans sont des ensembles ordonn´es d’actions. Ils font aussi entrer en jeu des conditions d’application et des conditions de terminaison.
L’interpr`ete choisit les plans `a instancier et les croyances `a modifier en fonc- tion de ses buts, des perceptions qu’il re¸coit et des croyances de l’agent.
6. Discussion
L’utilisation de cette architecture BDI a le principal avantage de mettre en ad´equation l’architecture interne de l’agent et son mod`ele conceptuel, si ce der- nier est calqu´e sur le mod`ele BDI ou un de ses d´eriv´es (comme [Parsons & Giorgini 99, Vercouter et al. 00, Ma & Shi 00]).
Le mod`ele BDI a de nombreux avantages. C’est un mod`ele de d´elib´eration tr`es utilis´e et qui a inspir´e de nombreux travaux. Son but est de mod´eliser le comportement d´ecisionnel d’un agent rationnel, il n’est pas applicable `a des agents devant avoir des r´eactions rapides.
Le principal probl`eme de cette architecture est qu’elle fait porter tout le poids de la d´ecision sur le module interpr`ete qui doit g´erer les diff´erentes bases et leurs relations. La r´ealisation de ce module est donc le point le plus d´elicat de ce type d’architecture.
D’autre part, le formalisme apport´e par l’utilisation d’une logique modale et temporelle permet d’acc´eder aux avantages de la formalisation (rigueur, v´e- rifiabilit´e, automatisation, etc.) mais la manipulation d’un tel formalisme ne permet vraiment de gagner que si le probl`eme abord´e a une taille suffisante. En l’occurrence, les agents que l’on veut utiliser doivent avoir r´eellement besoin d’utiliser le mod`ele BDI, c’est-`a-dire qu’ils doivent avoir des tˆaches complexes `a r´ealiser et les d´ecisions qu’ils ont `a prendre doivent ˆetre cons´equentes.
7. Motifs associ´es
Les autres types d’architecture interne d’un agent peuvent pallier certains des probl`emes inh´erents `a cette architecture : Architecture verticale (page 117), Architecture horizontale (page 125) ou Architecture récursive (page 131).