in vernetzten Systemen

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1 Dynamische Gruppenbildung in vernetzten Systemen Doktorandenkolloquium DoKoSoN Dipl. Wirt.-Inform. Technische Universität Clausthal D Clausthal-Zellerfeld Tel Fax

2 Motivation: Dynamisches Verkehrsmanagement In dynamischen Verkehrsumfeld gibt es viele Akteure, eine Zusammenfassung in Gruppen erleichtert t die Adressierung, verringert Kommunikation und lässt Ziele effizienter erreichen. Anwendungsbereiche Verkehr Logistik Wie lassen sich Gruppen dynamisch bilden und tragen zu einer Verkehrseffizienz bei? 2

3 State-of-the-Art: the Definition für Gruppe und Gruppenbildung Gruppe: Eine Gruppe kann als formale Organisationseinheit für die Bearbeitung einer gemeinsamen Aufgabe betrachtet werden. Erhöhtes Maß an Koordination und Selbstabstimmung, hierbei sind Beziehungen innerhalb der Gruppe sehr wichtig -Kommunikation, Kohäsion, Spielregeln, -Gleichberechtigungskriterium, Rollenteilung = Arbeitsteilung? Gruppenbildung (Homogenitäts- u. Beherrschbarkeitsprinzip): Delegationsprozess (Top-down-approach): Gesamtund Bereichsentscheidung Zusammenfassung (Bottom-up-apporach): nach 3

4 Ziel: Balance (De-)Zentralität Bild 1: hierarchisch vernetzte Bild Gruppe 2: komplett vernetze GruppeBild 3: mass Peerto-Peer zentral dezentral 4

5 State-of-the-Art: Gruppenbildungsprozess nach B.W. Tuckman (1965) Forming Formierungsphase Forming Storming Konfliktphase Adjourning Storming Norming Regelphase Perfoming Arbeitsphase Performing Norming Adjourning Auflösungsphase 5

6 State-of-the-Art: the Hierarchie zu Ansätzen der Gruppenbildung in MAS Nicht kooperationsgerichtete Ansätze Bestehende Ansätze zur Gruppenbildung Kooperationsgerichtete Ansätze Grenze zwischen dem Modell und den darauf aufbauenden aufgabenbezogenen Gruppenstrukturen Kooperation o in der horizontalen Dimension Kooperation o in der vertikalen Dimension Gemeinsames Ziel Rollenmodell Kontraktnetz -Protokoll Joint Shared GPGP Zentralisierte Intentions Plans Aufgaben- allokation über Vermittlung Allokation über Bekanntschaftsnetzwerke Verfahren Weitere Verfahren Weitere Verfahren 6

7 State-of-the-Art: Multiagenten und BDI Multi-Agenten-Systeme (kurz: MAS) Forschungsgebiet der VKI, beschäftigt sich mit autonomen, verteilten und "intelligenten" Systemen als Einheit, die ihr spezifisches Wissen, ihre Ziele, Fähigkeiten und Pläne abstimmen, um koordiniert zu handeln oder Probleme zu lösen [Wooldrige und Jennings (1995)]. BDI-Agenten Die Agenten werden mit Annahmen über ihre Umwelt, Wissen über den Zielzustand und Absichten, wie dieser Zustand zu erreichen ist, ausgestattet [Rao und Georgeff (1991)]: -B: Kognitive - Wissen über Umwelt, Datenbasis Institut -D: für Affektive Informatik - Motivationen Dynamische und grobe Gruppenbildung Ziele/Optionen in vernetzen Systemen 7 des Agenten

8 State-of-the-Art: t th At Gruppen in Multiagentensystemen t t (vgl. Cohen and Levesque (1991)) Agenten sind in Gruppen organisiert. Die Agenten sind BDI (Belief Desire Intention) Agenten. Die Gruppen finden sich über gemeinsame Interessen oder Vorhaben (joint intentions). Eine Gruppe entsteht zwischen Agenten, sobald Agenten das Bedürfnis (desire) haben, eigene Ziele (intentions) anderen Agenten mitzuteilen. Dieser Ansatz hat den Vorteil, dass es Jana keine Görmer zentrale Instanz geben muss, die die Teambildung beaufsichtigt, Gruppen 8

9 Eigener Ansatz: Aufbau Agent 9

10 Eigener Ansatz: One-to-one Gruppenbildung 1. Initiator Agent triggert einen Vorschlag 2. Aktion Gruppen Planung (maximum, minimum, agree /refuse) 3. Situation Analyse mit Empfänger Initiat or Agents (Es ist noch nicht klar, ob der Initiator alternativem Nachfrageplan Agent auch der (priority, substitution, Gruppenführer für lot sizing) weitere Gruppenaktionen 4. Vorschlag wird gesendet und ist.) 1. Empfänger eine Wartezeit Agent ruft mit einen Vorschlagsplan ab, Aktion Zeitlimit Planung aufgerufen. startet: Verhandlung oder agree/ refuse 2. dann wird der Vorschlag zum Initiator Agent zurückgesendet. 10

11 Eigener Ansatz: Standardgruppenmodell d d Management-Modul Modul (Gruppe, Rolle, Ziel) Kommunikations-Modul (intern, extern) Agent(en) ) vs. Interagenten t 11

12 Eigener Ansatz: Verkehrsgruppen 12

13 Status t für dynamische Gruppenbildung State-of-the-art vervollständigen ( ). -One-to-one protocol erweitern zu one-to-many generalization -Integration der Kommunikation - reduzieren/ gering halten -Tambe's Teammodelle [Tambe 1997] -Teams als Programmierparadigma z.b. Jack [Jack TM] Algorithmen: Minimale/optimale Gruppen ( ) -Idee der dynamischen Gruppenbildung erweitern mit -Rule-based formation -Shared-plan formation Anwendungsszenarien entwickeln ( ) Im Demonstrator Gruppen visualisieren Dynamische Gruppenbildung in vernetzen (und Systemen später mit Verhalten und Strategien verknüpfen) 13

14 Vielen Dank! Fragen und Diskussion Literatur Bruce Wayne Tuckman (1965) "Developmental sequence in small groups". Psychological Bulletin 63 (6): M. Wooldridge, N.R. Jennings (1995). Intelligent agents: Theory and practice. A. Rao, M.P Georgeff (1991). Modeling Rational Agents within a BDI Architecture, In: Principles of Knowledge Representation and Reasoning. Proceedings of the Second International Conference. Cohen, P., Levesque, H. Nous (1991) Teamwork Special Issue on Cognitive Science and AI, 25, 4, M. Tambe (1997) "Towards Flexible Teamwork", IN: Journal of Artificial Intelligence Research, Volume 7 pages