マルチエージェント・システムにおけるプラン実行の相互委託機構に関する研究

A Mutual Delegation Mechanism for Plan Executions in Multi-Agent Systems

Author:

Kei Matsubayashi (松林 慶)

Abstract:

Research in Multi-Agent Systems (MASs) is very important for open distributed systems. In MASs, autonomous processing entities (agents) who are treated equally have their own goals, and try to achieve them through communication and collaboration with other agents. An agent's action taken when it collaborates is called strategy. Strategies are decided by the agent itself, not by the designers of the system. Many have researched the mechanisms used by agents when making such decisions. In order to make the decision, agents must be able to predict the strategies of other agents because their strategies are effected by the other agents' strategies. In order to predict the strategies of other agents, agents have been assumed to be Rational Agents that maximize their own benefit (utility). Rationality helps agents decide their strategies for collaborations.

However, rationality sometimes interferes an agent from collaborating. This kind of situation occurs when there are redundant actions between plans generated independently by agents. In such a case, agents can execute plans which are more efficient if they mutually delegate the executions and optimize each plan. Such collaboration is useful for an agent to act efficiently. Nevertheless, even if rational agents are able to delegate the executions, it is not possible for them to receive them because of their rationality, so that they cannot collaborate.

In this paper, we distinguish ``Short-Term Collaboration Strategies (STCSs)'' which are rational strategies in the current collaboration from ``Long-Term Collaboration Strategies (LTCSs)'' which are rational strategies which includes the current and all future strategies. In previous work, agents could not collaborate because they only used STCS. In this paper, we will propose a mutual delegation mechanism using LTCS for plan executions of rational agents.

Furthermore, the collaboration strategy may not be rational if it is used in a situation where both strategies exist. We will show our mechanism considers such situations to guarantee rationality of agents.

Abstract in Japanese:

開放型分散システムの基礎となる研究にマルチエージェント・システムの研究 がある。 マルチエージェントシステムとは、対等な立場にある複数の自律的な処理主体 (エージェント)が、それぞれ独立の目標(ゴール)を持ち、互いに通信を行う ことにより、協調して各々の目標を達成するシステムである。 協調時のエージェントの行動(戦略)決定は、システム設計者が規定するのでは なく、エージェント独自の判断に基づき決定される。 この判断機構を実現するためには、協調相手の戦略を予想する必要がある。 従来、相手の戦略の予想には「エージェントは各自の利益(効用)を最大化する」 という合理的エージェント・モデルが用いられてきた。

しかし、協調を容易にする合理性が逆に協調を困難にする状況がある。 このような状況は、エージェントが独立に生成した複数のプラン間に冗長な部 分が生じ、エージェント間で互いにプラン実行を委託すればプラン実行を効率 化できる場合である。 これはエージェントの動作を効率化する上で重要だが、合理的なエージェント 同士では、プラン実行を委託することはあっても、受託すると損失を受けるた めに受託できず、協調することができない。

ここで、現在の各協調での合理性を追求する戦略を短期的協調戦略、現在と将 来を見通した協調での合理性を追求する戦略を長期的協調戦略と呼ぶことにする。 この表現に従うと、短期的協調戦略をとるために協調できないといえる。 本研究では合理的エージェント間のプラン実行の相互委託機構を長期的協調戦 略を用いて提案する。

さらに、この長期的協調戦略が短期的協調戦略と混在する状況においては、 長期的協調戦略が合理的でなくなる可能性がある。 本研究では、提案した長期的協調戦略が、戦略が混在する状況でも合理性の保 証を考慮したものであることを示す。

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