Distributed Problem Solving and Planning

1. Distributed Problem Solving and Planning 96420-152안재현

2. 개요 • Introduction • Task-Sharing • Result-Sharing/Communication • Planning : Conflict의 제거 • Conclusion

3. Introduction : Tower of Hanoi Let f(n) = n개의 접시를 옮기는 시간 f(n) = f(n-1) + 1 + f(n-1) 2n - 1 another agent another agent f(n) = 2 allocation time+ f(n-1)+ 1 work time = about k * n ( k = const) O(2n) becomes O(n) !

4. Really? Of course not! Tower of Hanoi 문제에서 n = 30일 때 • single agent : time of about 1,000,000,000 • multi-agent : time of about 30 * k , but • about 2,000,000,000 agents • and about 1,000,000,000 communications is needed!

5. How can we control the problems? • task-sharing • result-sharing/communication f(n) f(n-1) 1 f(n-1) more problems • planning : conflict를 어떻게 해결할 것인 • 가?

6. Task Sharing • Introduction • Task Sharing • Finding Agents • Result Sharing / Communication • Planning : Conflict의 제거 • Conclusion

7. Finding Agents • Task Sharing in Heterogeneous Systems • assignment of subproblems is very complex • agents can have a table of agents • When all agents of the table are not available? • Broadcasting Contracting • Retry • Announcement Revision • Alternation Decomposition

8. Result Sharing / Communication • Introduction • Task Sharing • Result Sharing / Communication • Why Communication is restricted? • Planning : Conflict의 제거 • Conclusion

9. Why Communications should be Restricted? A A • Distraction: 모든 agent가 search space 상에서 동일한 경로로 이동함. K? J? S? A! A! A! A! A!

10. Planning : Conflict 의 제거1/2 • Introduction • Task Sharing • Result Sharing / Communication • Planning : Conflict의 제거 • Distributed Planning and Distributed Plans • Distributed Planning and Execution • Conclusion

11. Distributed Planning and Distributed Plans • Plan Merging • Iterative Plan Formation • Negotiation in Distributed Planning

12. Plan Merging • 여러 plan이 세워진 경우, 이들을 함께 실행할 경우 conflict가 발생하는지 찾는다. • 문제 : plan을 실행할 때 가능한 모든 경우를 처리하는 것은 불가능하다. • 각 plan 에서 다른 agent와 상호작용 (일반적으로 communication)하는 경우만을 골라낸다. • 한 가지씩 match시키며 문제가 발생하는지 check한다.

13. Iterative Plan Formation • Local planning 을 global plan set의 behavior-space에서의 search로 간주하여Conflict를 최소화하는 방향으로 이동함으로써 수행한다. • plan combination search : A* heuristic 이용 • distributed hierarchical planning • hierarchical behavior-space search • using multiple levels of abstraction f(n) f(n-1) 1 f(n-1)

14. Abstraction level에서의 decision Communicate more details

15. Negotiation in Distributed Planning • Conflict 가 detect된 경우 • 해당 agent 사이에 negotiation을 수행함 • agent들 중 형편이 나은 쪽이 양보함 • ex) 시간여유가 더 많은 것 • 가능한 대안의 수가 많은 것 등. • 일종의 cooperation으로 볼 수 있음 • 각 agent는 honest한 것으로 가정함.

16. Planning : Conflict 의 제거2/2 • Introduction • Task Sharing • Result Sharing / Communication • Planning : Conflict의 제거 • Distributed Planning and Distributed Plans • Distributed Planning and Execution • Conclusion

17. Distributed Planning and Execution • Coordination, Planning, Execution의 관계 • Post-Planning Coordination • Pre-Planning Coordination • Interleaved Planning, Coordination, and Execution • Runtime Plan Coordination Without Communication

18. Post-Planning Coordination 1/2 • Planning → Coordination → Execution • 모든 agent가 각각planning을 수행한다. • Plan을 종합하여 coordinate한다. • Most classical strategy • 문제점: Execution 과정에서 예상치 못한 failure가 발생한 경우, coordinated plan set 전체가 failing할 위험이 있다.

19. Post-Planning Coordination 2/2 • 해결책 1: contingency planning • 각 agent는 expected plan 뿐 아니라, 가능한 모든 alternative case 를 준비한다. • 해결책 2: monitoring and replanning • execution 과정을 monitoring하여, 문제가 detect되면 replanning을 수행한다. • Replanning with Coordination ⇒ overhead • Planning only abstraction level • execution time에 세부사항을 replanning • coordination 과정이 필요하지 않음.

20. Pre-Planning Coordination • Coordination → Planning → Execution • 가능한 Coordination restrictions 에 따라 Coordination을 수행함 • ex) Social Law • 자동차를 운전할 경우, 다른 agent(운전수)의 planning에 대해 알지 못하는 상태에서 교통법규에 따라 수행(즉 운전) 을 coordination 하는 것이 가능하다.

21. Interleaved Planning, Coordination, and Execution • Execution time에 planning과 coordination이 수행되는 strategy • more flexible than Pre- or Post- planning of coordination

22. Runtime Plan Coordination Without Communication • In some applications, runtime recoordination is needed when agents cannot or should not communicate. • Observation-based plan coordination • Interference

23. Conclusion • Task-Sharing • Result-Sharing/Communication • Planning