596 RSTI - RIA 21/2007. SMA pour des environnements complexes

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1 Editorial Les systèmes multi-agents (SMA) proposent une approche intéressante pour le développement de systèmes à plusieurs composantes autonomes pouvant coopérer. Ils permettent de modéliser des systèmes hétérogènes, complexes, dynamiques, non linéaires et évolutifs, et de faire apparaître une intelligence et des capacités qui sont différentes et globalement supérieures à celles des agents qui les composent. Cette intelligence émerge de la coexistence et de la coopération d agents plus ou moins autonomes. Puisant ses fondements dans de nombreuses disciplines (e.g. le génie logiciel, l intelligence artificielle, la programmation concurrente et répartie, etc.), la pluridisciplinarité de ce domaine fait sa richesse mais induit une grande complexité et une grande variété d approches. Ainsi, de nombreux modèles d agents, d environnements, d interactions et d organisations sont élaborés et souvent combinés au sein d un même SMA. Ces modèles ont été appliqués, avec succès, pour la résolution de problèmes complexes et la simulation en vue d expliquer les changements au sein d un système naturel ou artificiel. En revanche, leur application dans des environnements complexes soulève de nombreux problèmes et fait encore l objet de diverses recherches. En effet, la complexité des nouveaux systèmes d information (par exemple les systèmes accessibles depuis l internet), les applications traditionnelles vues sous l angle des SMA (logistique, transport, jeux, etc.) ainsi que les applications émergentes récentes (Grid computing, services web, intelligence ambiante, modèles économiques ) s est trouvée considérablement accrue du fait de : leur distribution, la grande quantité d informations qu ils manipulent, leur aspect coopératif et adaptatif, et leur ouverture. Ces systèmes d information et ces applications ont toutes les caractéristiques d un bon domaine d application des systèmes multi-agents. Ils permettent en effet de valider et de montrer les limites des modèles multi-agents proposés. De nombreux systèmes multi-agents opérationnels ont vu le jour. Les architectures logicielles découlant des modèles sont donc nombreuses et variées. Mais les systèmes résultants sont des systèmes dédiés à leurs applications. Or un facteur qui déterminera la rapidité de diffusion industrielle et commerciale des systèmes multi-agents est la facilité avec laquelle ces nouveaux environnements complexes pourront être développés. La généricité des modèles doit donc s imposer afin d évoluer vers la réutilisabilité. Le but de ce numéro est de faire le point sur les différentes approches en cours de développement pour l ingénierie des SMA dans le cadre de ces environnements

2 596 RSTI - RIA 21/2007. SMA pour des environnements complexes complexes. Sur un nombre de soumissions initiales de vingt-cinq, huit papiers et un papier invité ont été sélectionnés et regroupés dans ce numéro. Les systèmes générant des pensés artificielles se caractérisent par l existence de tendances fondamentales conduisant leur réorganisation : ce sont des systèmes complexes qui modifient sans cesse les couplages entre leurs composants et qui modifient ces composants, mais qui restent soumis à des tendances les poussant à s adapter. Dans l article La complexité et le paradigme morphologique dans les systèmes multiagents de A. Cardon, l idée consiste à proposer une architecture pour modéliser ces systèmes comme une extension du niveau connaissance et en prenant en compte le concept central d intentionnalité. Dans les systèmes multi-agents, l organisation a suscité (et continue actuellement de susciter) de nombreuses recherches. Dans les travaux concernant l organisation, l idée consiste principalement à approfondir les connaissances sur les interactions dynamiques entre les différents agents. Nous proposons quatre papiers dans le cadre de ces travaux. L article intitulé Modélisation de l adaptation organisationnelle dans les SMA, de E. Grislin est une réflexion sur l adaptation des agents en fonction de la tâche en se basant sur une description d un modèle semiformel. Le second article, Construction de SMA par apprentissage collectif à base d interactions, de V. Thomas et al. propose une adaptation organisationnelle à partir d un modèle par apprentissage. Le troisième article, Le contrôle de l émergence par la coordination d agents pour le partage de ressources critiques» de F. Armetta et al. vise à s attacher au problème de la coordination par une approche stigmergique. Un quatrième papier, Le Modèle IRM4S. De l utilisation des notions d influence et de réaction pour la simulation de systèmes multi-agents» de F. Michel traite de manière duale la combinaison des actions (pouvant être simultanées) dans un environnement en s inspirant du modèle «influence-réaction». Les marchés virtuels ont été l enjeu depuis quelques années de différents modèles à base d agents. L apport des SMA à la modélisation des marchés financiers» de J. Derveeuw et al. montre l intérêt des SMA pour une application d achat et de vente d actions dans les marchés financiers. Système multi-agent pour des enchères multicritères : modèles et expérimentation» de M-J. Bellosta et al. décrit un modèle d agents basés sur la notion de point de référence permettant au système global de converger vers un prix acceptable par les acheteurs et les vendeurs. Plus récemment, les agents «émotifs» sont (re-)devenus des modèles pertinents et réalistes dans des contextes où l interaction avec l homme est nécessaire. L article PLEIAD, un agent émotionnel pour évaluer la typologie OCC de C. Adam et al., propose de s inspirer du modèle psychologique OCC pour décrire de tels agents. Depuis l avènement du domaine, de nombreux outils de développement ont été proposés, souvent suivant les applications envisagées. L article Continuations pour la programmation de comportement d agent. Intégration à la plate-forme JADE de

3 Editorial 597 D. Jouvin est une proposition d amélioration des plates-formes en leur ajoutant une propriété de continuation. L apport des SMA à la modélisation des marchés financiers de J. Derveeuw, B. Beaufils, O. Brandouy, Ph. Mathieu, met en évidence l intérêt des modèles orientés agents pour la modélisation de marchés financiers. Deux approches différentes sont explicitées : la première est basée sur une approche décisionnelle par agrégation (proche des modèles macroscopiques) ; tandis que la seconde approche suppose que les interactions entre les différents agents pour l échange d actions vont permettre de caractériser un fonctionnement global cohérent. Le second modèle envisagé se différencie du premier par l introduction d un carnet d ordres pour un fonctionnement global continu et asynchrone des différents agents. L originalité de ce travail est donc dans le développement d un modèle multi-agent qui aide à la compréhension de manière plus simple du fonctionnement des marchés financiers. Construction de systèmes multi-agents par apprentissage collectif à base d interactions de V. Thomas, C. Bourjot, V. Chevrier, propose un cadre théorique inspiré des modèles markoviens, caractérisant un système multi-agent. L idée consiste à construire des agents et en particulier leurs actions et leurs interactions dans ce cadre formel. A partir de la représentation de leurs interactions, les auteurs proposent de définir un algorithme d apprentissage par renforcement des agents (ces derniers ont des comportements qualifiés d égoïstes). Le principe est basé sur la répartition des récompenses en fonction du comportement collectif de l ensemble des agents. L originalité de ce travail est essentiellement de produire des organisations capables de s adapter dynamiquement en fonction de la tâche à partir de comportements égoïstes d agents. Vers le contrôle de l émergence par la coordination d agents pour le partage de ressources critiques, de F. Armetta, S. Hassas, S. Pimont, O. Lefevre, propose une approche d agents négociants par stigmergie pour des applications dans lesquelles le partage de ressources critiques est crucial. Les agents ne sont pas capables d évaluer leur activité d un point de vue collectif ; et ainsi leurs mauvaises décisions conduisent à des perturbations impossibles à réduire, lors des phases interactives. («suractivité des agents»). Les agents sont connectés dans un réseau de collaboration par l intermédiaire de relations logiques et de contrats. La représentation proposée par les auteurs construit progressivement une solution. L originalité de ce travail est dans la détection des états instables suite à des perturbations dans un contexte multi-agent dynamique et ouvert. Système multi-agent pour des enchères multicritères : modèles et expérimentation de M-J. Bellosta, I. Brigui-Chtioui, S. Kornman, S. Pinson, D. Vanderspooten, présente une approche à agents pour des applications de type marché virtuel basé sur un modèle à enchères multicritères. Cette approche s appuie sur un modèle de négociation utilisant un protocole d enchères anglaises inversées. L acheteur est doté d un mécanisme d agrégation multicritère basé sur deux points de référence : un point d aspiration exprimant les valeurs souhaitées par un critère et

4 598 RSTI - RIA 21/2007. SMA pour des environnements complexes un point d exigence caractérisant les valeurs minimales souhaitées. Le vendeur, quant à lui, choisit une stratégie basée sur la notion de marge et les exigences définies par l acheteur. L originalité de ce travail réside dans l évolution dynamique des propositions des acheteurs et des vendeurs suite aux évaluations des éléments précédents. Dans son article, Continuations pour la programmation de comportement d agent. Intégration à la plate-forme JADE, D. Jouvin étudie la continuation pour la plate-forme multi-agent JADE. La continuation se définit comme la récupération de l état du programme en cours. Cette propriété est déjà présente dans des langages de programmation traditionnelle. L auteur montre que cette technique est très bien adaptée pour la description des comportements des agents. Le modèle sous-jacent est ainsi à base d automates et conduit à une meilleure lisibilité du code en évitant les problèmes liés à la synchronisation des threads. L originalité de ce travail est d améliorer par des techniques connues dans d autres langages, l utilisation de plateforme multi-agent. Le travail a été appliqué à JADE ; mais rien ne l empêche de l utiliser sur d autres supports à base d agents. Le Modèle IRM4S. De l utilisation des notions d influence et de réaction pour la simulation de systèmes multi-agents, F. Michel décrit le modèle IRM4S, inspiré du modèle «influence-réaction». L objectif consiste à modéliser le résultat sur l environnement, de la combinaison d un ensemble de décisions prises par différents agents. Les comportements des agents au niveau microscopique (les influences) permettent de faciliter la compréhension au niveau macroscopique de la réaction de l environnement. Le modèle proposé est indépendant de la plate-forme agent et permet d améliorer et de généraliser le modèle initial «influence-réaction». L originalité de ce travail est dans la mise en place d une réflexion sur les comportements des agents de manière cohérente. PLEIAD, un agent émotionnel pour évaluer la typologie OCC, de C. Adam, A. Herzig et D. Longin. L article introduit une architecture d agent émotionnel appelée PLEIAD pour évaluer le modèle OCC (Octony, Clore, Collins) issu des théories pédagogiques. Cette architecture est entièrement formalisée dans une logique modale de type BDI (Belief, Desire, Intention). Pour étendre la logique modale classique, les auteurs proposent un opérateur modal de probabilité, un opérateur de désirabilité et un opérateur d obligation. Le nouveau modèle logique est ensuite utilisé pour décrire des émotions proposées par le modèle OCC. Les nouveaux opérateurs permettent de démontrer que l agent est conscient de ses émotions. PLEIAD est ainsi capable d exprimer les émotions qu ils éprouvent en réaction à des stimuli envoyés par l utilisateur. Ce papier ne se contente pas ainsi de présenter un modèle théorique, il implémente une partie de ce modèle théorique pour décrire le comportement de l agent PLEIAD et évalue cette implémentation sur une quinzaine de personnes. Modélisation de l adaptation organisationnelle dans les SMA, d E. Grislin-Le Strugeon. L article traite l adaptation organisationnelle. L auteure présente un

5 Editorial 599 modèle d organisation multi-agent réalisé en trois niveaux : la réalisation/les agents, la structure/les composantes et le modèle/les rôles. Ce nouveau modèle se distingue des modèles existants par le niveau intermédiaire appelé structure. Ce travail de modélisation est important pour le domaine car il existe très peu de modèles qui prennent en compte la réorganisation au sein du système multi-agent. Une application intéressante de ce travail serait d utiliser réellement cette modélisation pour concevoir mais aussi pour valider des systèmes complexes. ZAHIA GUESSOUM Equipe SMA, LIP 6, Paris & CReSTIC, Université de Reims RENÉ MANDIAU LAMIH, Valenciennes RELECTEURS Emmanuel Adam LAMIH, Valenciennes Leïla Amgoud IRIT, Toulouse Flavien Balbo LAMSADE, Université Paris Dauphine Jean-Paul Barthès Heudiasyc, UTC, Compiègne Olivier Boissier ENS Mines, Saint-Etienne Jean-Pierre Briot LIP6, Paris Pierre Chevaillier ENIB, Brest Vincent Chevrier LORIA, Nancy Yves Demazeau LIG, Grenoble Bernard Espinasse LSIS, Marseille Amal El Fallah Seghrouchni LIP6, Paris Jacques Ferber LIRMM, Montpellier Sylvain Giroux Sherbrooke,Canada Marie-Pierre Gleizes IRIT, Toulouse Emmanuelle Grislin-Le Strugeon LAMIH, Valenciennes Serge Haddad LAMSADE, Université Paris Dauphine Salima Hassas LIESP, Lyon Abder Koukam SeT, Belfort Philippe Mathieu LIFL, Lille Fabien Michel CReSTIC, Reims Abdel-Illah Mouaddib GREYC, Caen Juan Pavón Universidad Complutense Madrid, Espagne

6 600 RSTI - RIA 21/2007. SMA pour des environnements complexes Sylvie Pesty LIG, Grenoble Joël Quinqueton LIRMM, Montpellier Jean-Paul Sansonnet LIMSI, Paris Olivier Simonin LORIA, Nancy AUTRES RELECTEURS Julie Dugdale LIG, Grenoble Marc-Philippe Huget LISTIC, Savoie