1. Introduction aux agents et systèmes multi-agents
1.2 Principes généraux d'agents et SMA

1.2.2 Interactions

Une des principales propriétés de l'agent dans un SMA est celle d'interagir avec les autres agents. Ces interactions sont généralement définies comme toute forme d'action exécutée au sein du système d’agents et qui a pour effet de modifier le comportement d'un autre agent. Elles permettent aux agents de participer à la satisfaction d'un but global. Cette participation permet au système d'évoluer vers un de ses objectifs et d'avoir un comportement intelligent indépendamment du degré de complexité des agents qui le composent.

En général, les interactions sont mises en œuvre par un transfert d'informations entre agents ou entre l'environnement et les agents, soit par perception, soit par communication. Par la perception, les agents ont connaissance d'un changement de comportement d'un tiers au travers du milieu. Par la communication, un agent fait un acte délibéré de transfert d'informations vers un ou plusieurs autres agents. L'interaction peut être décomposée en trois phases non nécessairement séquentielles (Chaïb-draa, 1996) :

• la réception d'informations ou la perception d'un changement,
• le raisonnement sur les autres agents à partir des informations acquises,
• une émission de message(s) ou plusieurs actions (plan d'actions) modifiant l'environnement. Cette phase est le résultat d'un raisonnement de l'agent sur son propre savoir-faire et celui des autres agents.

Le degré de complexité des connaissances nécessaires pour traiter les interactions dépend des capacités cognitives (de raisonnement) de l'agent et du fait que l'agent a connaissance ou non de l'objectif du système global. En effet, un agent qui poursuit un objectif individuel au sein du système comme c'est le cas pour les agents dits réactifs ne focalise pas son énergie pour interagir avec les autres même s'il y est amené. Par contre, un agent qui participe à la satisfaction du but global du système tout en poursuivant un objectif individuel, va passer une partie de son temps à coopérer ou à se coordonner avec les autres agents. Pour cela, il doit posséder des connaissances sociales qui modélisent ses croyances sur les autres agents.

Situations d'interaction

Au sein des SMA, la communication est souvent l'un des moyens utilisés pour échanger des informations entre agents (e.g., plans, résultats partiels, buts, etc.). La capacité de communiquer et, par conséquent, de coopérer des agents s'appuie sur un fond commun d'aptitudes aussi complexes que la perception, l'apprentissage, la planification et le raisonnement. On retrouve ainsi dans la résolution de problèmes des situations d'interaction et des stratégies coopératives non déterministes, difficiles à interpréter et parfois non complètement reproductibles. L'équilibre entre l'autonomie des agents, dotés d'un comportement plus ou moins intelligent, et la convergence vers un objectif global caractérise l'interaction.

L'interaction constitue donc un niveau d'abstraction supérieur à la notion de communication et d'action. Le problème est alors de savoir combiner ces éléments (communications et actions) afin de coordonner et de contrôler les échanges entre plusieurs agents pour avoir un comportement collectif cohérent du système.

Plusieurs types d'interaction ont été définis et analysés à travers divers composantes (Ferber, 1995). Ferber donne une classification des situations d'interaction abordée selon le point de vue d'un observateur extérieur. Cette classification présente les différentes situations d'interaction que l'on retrouve en fonction des objectifs des agents (compatibles ou incompatibles), des ressources dont ils disposent (suffisantes ou insuffisantes) et de leurs compétences pour la résolution d'un problème.

Il aboutit ainsi à une première typologie des situations d'interactions : indépendance, collaboration simple, encombrement, collaboration coordonnée, compétition individuelle pure, compétition collective pure, conflit individuel, conflits collectifs. Le tableau met en évidence l'influence de trois critères (objectifs, compétences, ressources) sur la situation d'interaction induite. En l'occurrence, la compatibilité des objectifs induira des situations de coopération dès que les ressources ou les compétences sont insuffisantes.

Cette classification permet de distinguer des situations d'interaction. En revanche, elle ne propose pas de moyens aux agents pour détecter le type de situation dans laquelle ils se trouvent ainsi que leur besoin de coopérer.

Ces différentes situations d'interaction peuvent être affinées en décrivant d'autres paramètres beaucoup plus détaillés tels que la reconnaissance des buts communs, les désirs, les croyances, etc. Les situations d'interaction peuvent ainsi être analysées de manière hiérarchique. En effet, une situation d'interaction complexe est composée de situations plus élémentaires. On peut ainsi distinguer des macro-situations d'interaction qui sont caractéristiques d'une analyse globale de l'activité d'un ensemble d'agents et des micro-situations qui se situent à un niveau de détail plus fin.

Dans (Chaïb-draa, 1996), est proposé un modèle qui intègre à la fois le niveau réactif et le niveau cognitif d'un agent permettant de différencier les comportements selon les situations observés habituellement dans les environnements multi-agents : les situations routinières, les situations familières, et les situations non-familières (ou de crise). Le comportement d'un agent face à différentes situations de décision se résume par les phases suivantes : Tout d'abord, l'agent perçoit une ou plusieurs informations venant de son environnement. Cette information le pousse soit à agir si elle est directement perçue sous forme d'action, soit à planifier si elle est perçue comme une tâche ou un but. Si en revanche, l'information n'est perçue sous aucune de ces deux formes, l'agent doit alors identifier ou reconnaître la situation relative à l'information perçue qui peut être identifié en terme d'action ou de but. Enfin, si l'agent est face à une ambiguïté (situation inhabituelle), alors il doit prendre des décisions qui doivent l'amener à s'engager dans une action ou un but donné.

Les situations citées plus haut ne peuvent être considérées comme des situations d'interaction car elles sont locales aux agents (une situation telle qu'elle est définie est propre à un agent et peut être perçue différemment par d'autres agents). Ces situations permettent donc de définir le comportement d'un agent et son évolution dans son environnement.