Agenten, Multiagentensysteme und Verteilte Künstliche Intelligenz Eine einführende Literaturübersicht

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1 Agenten, Multiagentensysteme und Verteilte Künstliche Intelligenz Eine einführende Literaturübersicht Agents, Multiagent Systems and Distributed Artificial Intelligence An Introductory Guide to the Literature Gerhard Weiß Institut für Informatik Technische Universität München München Zusammenfassung / Abstract Es wird eine einführende und aktuelle Übersicht über zentrale Publikationen im Forschungs- und Anwendungsbereich Agenten, Multiagentensysteme und Verteilte Künstliche Intelligenz gegeben. Die zu diesem Bereich verfügbare Literatur ist inzwischen äußerst umfangreich. Anliegen und Intention dieser Übersicht ist es, insbesondere den Einstieg in diese Literatur und damit in diesen Bereich zu erleichtern. This is an introductory, up-to-date guide to central publications in the research and application area of agents, multiagent systems, and distributed artificial intelligence. Today a large amount of literature is available in this area. The purpose and intention of this guide is to make it easier to approach to this literature and, with that, to this area. Vorbemerkungen In den vergangenen Jahren erlebte der Bereich Agenten und Multiagentensysteme ein sehr breites und rasch wachsendes Interesse sowohl im Forschungs- als auch im Anwendungsumfeld. Ausdruck dessen ist auch die vielfältige und umfangreiche Literatur, die inzwischen zu diesem Bereich verfügbar ist. Anspruch der vorliegenden Übersicht ist es nicht, diese Literatur umfaßend und vollständig widerzuspiegeln (dies wäre bei der vorgegebenen Seitenzahl auch gar nicht möglich). Ziel ist es vielmehr, das Augenmerk und Interesse der Leser dieses Schwerpunktheftes auf ausgewählte, zentrale Publikationen zu lenken. Insbesondere soll den Lesern, die mit dieser Thematik noch nicht oder kaum vertraut sind, der Einstieg in diesen Bereich erleichtert werden

2 Multiagentensysteme bilden einen Schwerpunkt in der Verteilten Künstlichen Intelligenz (VKI), also jenem Teilgebiet der KI, dessen Gegenstand, ganz allgemein charakterisiert, die Informationsverarbeitung in verteilten intelligenten Systemen ist. Da eine sinnvolle Trennung zwischen Multiagentensystemen und VKI nicht möglich ist, bietet diese Literaturübersicht auch entsprechende Verweise auf relevante Literatur zur VKI. Die Betonung der Literaturübersicht liegt auf Buchpublikationen und Überblicksartikeln. Hinweise auf thematisch spezifischere Publikationen, etwa Forschungsberichte und Artikel in einschlägigen Proceedings, finden sich zahlreich in der angegebenen Literatur sowie in den vorangehenden Beiträgen des Schwerpunktheftes. Angemerkt sei schließlich noch, daß generell nur solche Literatur angegeben wurde, die i.a. über Bibliotheken und den Buchhandel problemlos erhältlich sein sollte. Übersicht Überblicksartikel. Einen ausgezeichneten Überblick über wichtige Aspekte von Agenten, zusammen mit Verweisen auf entsprechende Literatur, bieten [49] und [50]. Diese Artikel eignen sich gerade für den Einstieg in das Gebiet der Agenten besonders gut. Ein neuerer Übersichtsartikel, in dem zentrale Aspekte von Agenten ebenso wie von Multiagentensystemen in kompakter und gut lesbarer Form aufgezeigt werden, findet sich in [20]. Wie eingangs bereits erwähnt wurde, bilden Multiagentensysteme seit jeher einen Schwerpunkt in der VKI. Ein breiter, einführender Überblick über die VKI wird in [30] geboten. Forschungsschwerpunkte der VKI sind in [3] dargestellt; auch wenn dieser Artikel nun schon 10 Jahre alt, ist er noch immer sehr empfehlenswert. Eine kürzere und weniger ausführliche Darstellung von Forschungsthemen in der VKI findet sich in [15]. Neben Multiagentensystemen bildet verteiltes Problemlösen einen wesentlichen Schwerpunkt in der VKI. Da diese Thematik offensichtlich auch von großer Bedeutung für Multiagentensysteme ist, sei hier auch auf [12] und [13] verwiesen; in diesen Artikeln findet der Leser eine generelle Beschreibung der Problematik des verteilten Problemlösens und der in der Literatur vorgeschlagenen Lösungsansätze. Ein nützlicher Fragekatalog zur Evaluierung von Ansätzen zum verteilten Problemlösen wurde in [10] vorgestellt. An dieser Stelle sei noch angemerkt, daß aufgrund des Fehlens eines einheitlichen, normierten Agentenbegriffes in den verschiedenen Publikationen durchaus unterschiedliche Aspekte von Agenten (etwa Mobilität oder Autonomie) besondere Betonung finden. Generelle Sammelbände. Zwei aktuelle Sammelbände mit ausgewählten und thematisch gegliederten Artikeln im Umfeld Agententechnologie sind [5] und [19]. Während bei [5] die Betonung auf einzelnen Agenten liegt, wird in [19] vor allem auch der Aspekt der Interaktion zwischen Agenten berücksichtigt. Beide Bände ermöglichen einen umfaßenden Einblick in den aktuellen Stand der Forschung und Anwendung. Zu den Klassikern im VKI-Umfeld zählen [2], [14] und [18], deren Durchsicht allen denjenigen nahegelegt werden kann, die sich weitergehend mit Agenten und Multiagentensystemen beschäftigen möchten. Neben diesen empfehlenswerten Sammelbänden, insbesondere den beiden neueren, gibt es noch eine Reihe von Proceedings zu einschlägigen Konferenzen und Workshops. Statt diese in ihrer Gesamtheit aufzuzählen, wird hier nur auf die Kernproceedings verwiesen. Hierzu zählen sicherlich die Proceedings zur International Conference on Multi-Agent Systems (ICMAS) [37, 38] sowie zur International Conference on Autonomous Agents - 2 -

3 (Agents) [36]. Große Bedeutung für das Gebiet der Agenten erlangte auch die Workshop- Reihe Agent Theories, Architectures, and Languages (ATAL) [33, 43, 51, 52]. Eine auf Anwendungen ausgerichtete Veranstaltung ist die International Conference on Practical Applications of Intelligent Agents and Multi-Agent Technology (PAAM) [39, 40]. Schließlich ist noch die Workshop-Reihe Modelling Autonomous Agents in a Multi-Agent World (MAAMAW) [z.b. 1, 44], die 1997 bereits zum achten Mal ausgerichtet wurde, zu nennen. Eine breite Darstellung der Grundlagen der VKI findet sich in [34]. Mit Hilfe dieses Handbuches der VKI kann ein detaillierter Einblick in Forschungs- und Anwendungsaspekte der VKI sowie verwandter Disziplinen gewonnen werden. Mit [31] liegt bereits seit 1993 ein deutschsprachiges Buch zur VKI vor. Dieses Buch, welches unter der Federführung von Jürgen Müller aus den Bemühungen zur Gründung der Fachgruppe Verteilte Künstliche Intelligenz der Gesellschaft für Informatik (GI) hervorging, ist gut dafür geeignet, sich einen ersten Eindruck von der VKI zu verschaffen. [31] und [34] eignen sich auch als Ausgangsmaterial zur Vorbereitung einschlägiger Vorlesungen. Ein erstes umfaßendes Lehrbuch der VKI wird bis Herbst 1998 verfügbar sein [47]. Dieses Buch bietet eine grundlegende und aktuelle Einführung in relevante Themenkreise der VKI. Alle drei Werke [31], [34] und [47] behandeln ausgiebig Aspekte von Agenten und Multiagentensystemen. Bücher zu speziellen Themen. Inzwischen gibt es auch eine Reihe von Büchern meist Proceedings zu entsprechenden Workshops oder Konferenzen zu speziellen Themen im Bereich Agenten, Multiagentensysteme und VKI. Beispielsweise stehen Anwendungsaspekte in [6, 23, 24, 48, 49] und, wie bereits oben genannt, in [39, 40] im Vordergrund. Aus Anwendungssicht ist auch [8] von Interesse. Der Entwurf von Agenten und Agentenarchitekturen ist Gegenstand in [32]. Beiträge zu Informationsagenten also Agenten die zur Handhabung (Suche, Verwaltung, usw.) von Information eingesetzt werden und zu mobilen Agenten finden sich in [25] beziehungsweise [42]. Lernen und Adaption in Multiagentensystemen ist Gegenstand der Beiträge in [45] und [46]. Ein formaler, spieltheoretischer Ansatz zum Verhandeln in Multiagentensystemen ist in [41] beschrieben. Verteilte Planungsverfahren werden in [11] und [28] behandelt. Suchverfahren für Agenten sind in [21] dargestellt. Organisationale Aspekte von Multiagentensystemen werden in den in [7] und [35] enthaltenen Beiträgen thematisiert, während die Simulation von sozialen und gesellschaftlichen Phänomenen in den in [16] und [17] enthaltenen Beiträgen untersucht wird. Diese Bücher sind, ähnlich wie etwa [9] und [26], gerade auch in Hinblick auf die Sozionik [29] (ein interdisziplinäres Forschungsgebiet zwischen Soziologie und KI) von Interesse. Sonstiges. Abschließend sei noch kurz auf Glossare und Bibliographien verwiesen. Ein Glossar zu agenten-spezifischen Schlüsselbegriffen findet sich in [51, S ]. In [51, S ] ist eine Auflistung von agenten-orientierten Systemen enthalten. Eine (wenn auch veralterte) Liste von VKI-basierten Systemen kann [4, S ] entnommen werden. Ein umfangreiches Glossar zu VKI-relevanten Schlüsselbegriffen bietet [47]. Eine sehr detaillierte und thematisch indizierte Bibliographie zu früheren Arbeiten in der VKI ist mit [4] verfügbar. [22] enthält eine knappe, kommentierte Übersicht zu ausgewählten, älteren VKI Arbeiten. Schließlich sei noch auf [27] verwiesen, worin aktuellere und gerade für den Neuling wertvolle Verweise zu Publikationen im VKI-Umfeld aufgeführt sind

4 Literatur [1] Boman, M.; Van de Velde, W. (Hsg.): Multi-Agent Rationality. Proceedings MAAMAW 97. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [2] Bond, A.H.; Gasser, L. (Hsg.): Readings in Distributed Artificial Intelligence. San Mateo, CA: Morgan Kaufmann, [3] Bond, A.H.; Gasser, L.: An Analysis of Problems and Research in DAI. In: [2], S. 3-35, [4] Bond, A.H.; Gasser, L.: A Subject-Indexed Bibliography of DAI. In: [2], S , [5] Bradshaw, J.M. (Hsg.): Software Agents. Menlo Park, CA/Cambridge, MA: AAAI Press/The MIT Press, [6] Brenner, W.; Zarnekow, R.; Wittig, H. (Hsg.): Intelligente Softwareagenten. Berlin u.a.: Springer-Verlag, [7] Carley, K.M.; Prietula, M.J. (Hsg.): Computational Organization Theory. New Jersey: Lawrence Erlbaum, [8] Chorafas, D.N.: Agent Technology Handbook. Singapore: McGraw-Hill, [9] Conte, R., Castelfranchi, C.: Cognitive and Social Action. London: UCL Press, [10] Decker, K.S.; Durfee, E.H.; Lesser, V.R.: Evaluating Research in Cooperative Distributed Problem Solving. In: [14], S , [11] Durfee, E.H.: Coordinating Plans of Distributed Problem Solvers. Norwell, MA: Kluwer Academic Press, [12] Durfee, E.H.: Trends in Cooperative Distributed Problem Solving. In: IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering 1 (1989), S [13] Durfee, E.H.; Lesser, V.R.; Corkill, D.: Distributed Problem Solving. In: Shapiro, S.C. (Hsg.): Encyclopedia of Artificial Intelligence (2. Auflage), New York u.a.: John Wiley, S , [14] Gasser, L.; Huhns, M.N. (Hsg.): Distributed Artificial Intelligence 2. London: Pitman, [15] Gasser, L.; Huhns, M.N.: Themes in Distributed Artificial Intelligence Research. In: [14], S. vii-xv, [16] Gilbert, N.; Doran, J.E. (Hsg.): Simulating Societies: The Computer Simulation of Social Phenomena. University College Press, [17] Gilbert, N.; Conte, R. (Hsg.): Artificial Societies: Computer Simulation of Social Life. University College Press, [18] Huhns, M.N. (Hsg.): Distributed Artificial Intelligence. London: Pitman, [19] Huhns, M.N.; Singh, M.P. (Hsg.): Readings in Agents. San Francisco, CA: Morgan Kaufmann, [20] Huhns, M.N.; Singh, M.P.: Agents and Multiagent Systems: Themes, Approaches, and Challenges. In: [19], S. 1-23, [21] Ishida, T.: Real-Time Search for Learning Autonomous Agents. Norwell, MA: Kluwer Academic Publishers, [22] Jagannathan, V.; Dodhiawala, R.: Distributed Artificial Intelligence: An Annotated Bibliography. In: [18], S [23] Jennings, N.R.: Cooperation in Industrial Multi-Agent Systems. Singapore: World Scientific, [24] Jennings, N.R., Wooldridge, M.J. (Hsg.): AGENT TECHNOLOGY - Foundations, Applications, and Markets. Springer-Verlag,

5 [25] Kandzia, P.; Klusch, M. (Hsg.): Cooperative Information Agents. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [26] Kirn, S., O Hare, G.M.P. (Hsg.): Cooperative Knowledge Processing: Key Technology for Future Organizations. London u.a.: Springer-Verlag, [27] Kwek, D.; Kalenka, S.: Distributed Artificial Intelligence References and Resources. In: [34], S , [28] von Martial, F.: Coordinating Plans of Autonomous Agents. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [29] Malsch, T. (Hsg.): Sozionik: Soziologische Ansichten über künstliche Sozialität. Berlin: Sigma, erscheint bis ca. Mitte [30] Moulin, B.; Chaib-draa, B.: An Overview of Distributed Artificial Intelligence. In: [34], S. 3-47, [31] Müller, J. (Hsg.): Verteilte Künstliche Intelligenz. Mannheim et al.: B.I. Wissenschaftsverlag, [32] Müller, J.P.: The Design of Intelligent Agents. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [33] Müller, J.P.; Wooldridge, M.J.; Jennings, N.R. (Hsg.): Intelligent Agents III. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [34] O Hare, G.M.P.; Jennings, N.R. (Hsg.): Foundations of Distributed Artificial Intelligence. New York u.a.: John Wiley & Sons, Inc., [35] Prietula, M.; Carley, K.; Gasser, L. (Hsg.): Simulating Organizations: Computational Models of Institutions and Groups. Menlo Park u.a.: AAAI Press/The MIT Press, [36] Proceedings of the First International Conference on Autonomous Agents (Agents 97). New York: ACM Press, [37] Proceedings of the First International Conference on Multi-Agent Systems (ICMAS- 95). Menlo Park u.a.: AAAI Press/The MIT Press, [38] Proceedings of the Second International Conference on Multi-Agent Systems (ICMAS-96). Menlo Park, CA: AAAI Press, [39] Proceedings of the First International Conference on Practical Applications of Intelligent Agents and Multi-Agent Technology (PAAM-96), [40] Proceedings of the Second International Conference on Practical Applications of Intelligent Agents and Multi-Agent Technology (PAAM-97), [41] Rosenschein, J.; Zlotkin, G.: Rules of Encounter: Designing Conventions for Automated Negotiation among Computers. Cambridge, MA: The MIT Press, [42] Rothermel, K.; Popescu-Zeletin, R. (Hsg.): Mobile Agents. Lecture Notes in Computer Science, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [43] Singh, M.P.; Rao, A.S.; Wooldridge, M.J. (Hsg.): Intelligent Agents IV. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [44] Van de Velde, W.; Perram, J.W. (Hsg.): Agents Breaking Away. Proceedings MAAMAW 96. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [45] Weiß, G.; Sen, S. (Hsg.): Adaption and Learning in Multi-Agent Systems. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [46] Weiß, G. (Hsg.): Distributed Artificial Intelligence Meets Machine Learning. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [47] Weiß, G. (Hsg.): Introduction to Distributed Artificial Intelligence. Cambridge, MA: The MIT Press, erscheint ca. Herbst [48] Wittig, T. (Hsg.): ARCHON: An Architecture for Multi-Agent Systems. Chichester, UK: Ellis Horwood

6 [49] Wooldridge, M.J.; Jennings, N.R.: Intelligent Agents: Theory and Practice. In: The Knowledge Engineering Review 10(2), S [50] Wooldridge, M.J.; Jennings, N.R.: Agent Theories, Architectures, and Languages: A Survey. In: [51], S. 1-39, [51] Wooldridge, M.J.; Jennings, N.R. (Hsg.): Intelligent Agents. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag, [52] Wooldridge, M.J.; Müller, J.P.; Tambe, M. (Hsg.): Intelligent Agents II. Lecture Notes in Artificial Intelligence, Vol Berlin u.a.: Springer-Verlag,