Le document présente une introduction aux concepts et architectures des systèmes multi-agents, en explorant leurs influences historiques, leurs problématiques, ainsi que leurs applications. Il définit les agents comme des entités autonomes et situées, traitant des architectures réactives et cognitives ainsi que des interactions entre agents et humains. Enfin, il souligne l'importance de distribuer l'intelligence pour résoudre des problèmes complexes dans divers domaines d'application.

1. Jean‐Paul Sansonnet
LIMSI‐CNRS – jps@limsi.Fr
Concepts d’agents
Introduction aux concepts et aux
architectures des Systèmes multi‐agents

2. Plan de l’exposé
Influences historiques
― Les deux Intelligences Artificielles
― Les problématiques Multi‐agents
― Domaines d’application des SMA
Concepts fondamentaux des agents
― Entité située
― Entité autonome
― Le monde est ouvert
― Population d’agents
― Modèles d’interaction
― Manifestation de l’Intention
Architectures d’agents
― Pourquoi distribuer l’intelligence ?
― Les deux classes d’architectures parallèles
― Architectures à contrôle centralisé
― Architectures à contrôle distribué
― Agents réactifs et cognitifs
― Exemple d’agent réactif et cognitif
― Architectures de subsomption
― Architectures dynamiques de contrôleurs
― Les Véhicules de Braitenberg
― Architectures à Règles de Production
― Architectures à Blackboards
― Agents Epistémiques
― Conclusion
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 2

3. Influences historiques
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 3
Informatique Sciences Cognitives
« Vers le Parallélisme » « Vers l’Humain »
Algorithmique
Distribuée
Intelligence
Artificielle
Sciences de l’Homme et de
la Société (SHS)
Biologie et
Physique
SIMD MIMD Numérique Symbolique Psychologie
Linguistique
Neurobio Biosphère
IAD : Intelligence Artificielle Distribuée
SMA : Systèmes Multi‐Agents
Sociologie
1985

4. Les deux Intelligences Artificielles
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 4
81/2
Vienner : Processus, Feedback
Hebb : Neurones formels
Von Neumann : Automates
Perceptron,
Holland : Algos génétiques
Minsky, Papert :Réfutation du Perceptron
Conway : Jeu de la Vie
Hewitt : Acteurs
1950 1960 1970 1980 1990
2000
Langton : Automate autoreproducteur
MLP: Perceptron multi‐couches
Wolfram :Automates cellulaires
Hillis : Connection‐Machine
Minsky : Société de l’esprit
Hewitt : Monde ouvert
Langton : Artificial Life
Brooks : Animats
Hopfield, McClelland, Rumelhart : PDP : Renouveau perceptron
McCarthy : Lisp
GPS
Winograd : SCHRDLU
Colmerauer : Prolog
Sussman : Machine‐Lisp (MIT)
Fahlman : Réseaux sémantiques
Smalltalk
Sowa : Graphes Conceptuels
Machines 5ème Génération
Prolog,Lisp,…
Minsky : Frames
PLC
Hearsay II : Blackboards
Kickpatrick : Recuit Simulé
Turing : Test d’Intelligence
Weizenbaum : ELIZA
Searle : Chambre Chinoise
Lorentz : Chaos
InterViews
M3L MAIA
MEGA
DAFT
WEB
AMBIANT
IA Symbolique
Séquentielle (GOFAI)
IA Distribuée

5. Les problématiques Multi‐agents
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 5
Résolution de
problèmes
Modélisation
et Simulation
Interaction
Homme/Machine
Génie Logiciel
Distribué
Algos d’IAD
(Intelligence Artificielle
Distribuée)
Agents
Assistants
Mondes
d’agents
Plateformes
multi‐agents
Grain fin
Grain fort
Outils Applis

6. Domaines d’application des SMA
Résolution distribuée de problèmes algorithmiques
ƒ Problématique : Distribuer les algorithmes d’IA (RO, Planification, Contraintes, …)
― Introduction de la spatialité dans les heuristiques (Algos génétiques, …)
― Introduction de l’ adaptativité dans les heuristiques (Algos fourmi, …)
Modélisation, Simulation et Analyse d’entités distribuées
ƒ Problématique : Emergence, Morphogenèse, Apprentissage de Formes, Structures, Comportements
― Agents automates (à état corporel ― sans représentations) : agents situés (environnement médiateur), Artificial Life
― Agents informationnels (à KB du monde ― à représentations) : Modèles BDI, Simulation sociologique
― Agents humains (Collectifs humains médiés) : traces d’interactions formelles et/ou langagières, extraction de pratiques
Applications Logicielles Distribuées
ƒ Problématique : Déployer des services dans l’infospace
― Architecture dynamiques : plateformes agents, agents mobiles
― Agent Communication Languages (ACL), au dessus des protocoles objets‐distribués (RMI, CORBA)
― Travail coopératif : coopération (planification distribuée), négociation (répartition de ressources: brokers)
Interaction et Communication avec des Humains
ƒ Problématique : Ordinary People dans l’infospace
― Délégation de tâche (« Do it for me ») et/ou de rôle (« Act on my behalf »)
― Médiation :
ƒ agents assistants d’interface (Help)
ƒ agents avatars conversationnels
ƒ agents ubiquistes : Ambiant.
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 6

7. Concepts fondamentaux des agents
BODY : Dimension physicaliste
« Un agent est une entité autonome située dans un
environnement ouvert »
ƒ Situation
ƒ Autonomie
ƒ Ouverture
MIND : Dimension épistémique
« Un agent est une entité en interaction avec d’autres agents
dans un champ social »
ƒ Population
ƒ Interaction
ƒ Intention
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 7
AGENT = BODY + MIND

8. Fonction = calcul décontextualisé
Une fonction est une entité passive qui n’a pas de «
dehors » [il faut l’appeler pour qu’elle agisse] :
― Elle ne perçoit pas d’extérieur (normalement elle n’affecte pas
de variables globales),
― Elle n’a pas d’histoire (chaque exécution est indépendante des
précédentes)
― Elle n’agit pas sur les choses. Il n’y pas d’effet de bord ni sur les
arguments x, y (calculer z ne modifie pas x et y) ni sur les
variables globales
BAD !
F[x_]:= (CPT++; x+CPT)
CPT=1; Print[f[1]] ; Print[f[2]]
Æ 3
Æ 5
La variable globale CPT peut être vue comme un
environnement minimaliste pour F qui n’est plus une
pure fonction.
Entité située
Agent = agir in situ
Un agent A0 est situé en (x,y) dans un espace et il possède
un voisinage :
― Il peut le percevoir localement et non globalement
― Il peut se le représenter
― Il peut agir sur cet environnement :
Relativement : par exemple en se déplaçant
Absolument : par modification de l’état physique ou mental des choses
du voisinage (choses = des objets, d’autres agents, des humains)
Il existe une dimension temporelle (t) : Chaque
changement d’état de l’agent et/ou des choses modifie
l’environnement et fait progresser le temps.
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 8
F
xi
yi
Zi
temps
y
x
Voisinage
local de A0
A0
… espace

9. Un objet est réactif
Un objet est une entité passive (ou réactive). Si personne
ne demande la valeur d’un attribut ou n’active une
méthode de l’objet, alors il ne se passe rien.
Un agent est Proactif
Un agent possède, en plus des attributs et méthodes, des
processus internes qui fonctionnent même en l’absence
de sollicitations externes. Un agent peut donc agir même
si personne ne lui demande rien.
Entité autonome
Un agent est persistant
Si un agent est proactif c’est d’abord parce qu’il est muni
d’au moins un but qu’il cherche à satisfaire de manière
persistante tant que :
Il pense que c’est encore possible (pré condition logique)
Il possède les ressources pour le faire (pré condition
physique)
Un agent est adaptatif
Face à un environnement perpétuellement changeant (Cf.
Ouverture), un agent doit constamment modifier le plan
qu’il poursuit pour atteindre un but. Pour cela :
Il doit, de manière continue, percevoir et évaluer la
situation (contexte) de son action,
Construire des représentations en cours même de
fonctionnement (c’est‐à‐dire être capable
d’apprentissage).
Élaborer des plans dynamiques qui lancent des processus
internes ou au contraire les stoppent.
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 9
Agent X
Objet X
A=1
B=2
Sq(x) := x2
Div[x,y) := x/y
Attributs
Méthodes
Get/Set
Call
Processus
internes
Proactivité
Get/Set
Call
{7,7}
Goal(7,7)

10. Le monde est ouvert
La programmation classique est fermée
ƒ Dans l'espace : le programmeur a une connaissance globale du logiciel à construire. Le principe même de l'analyse descendante
d'application ou de la spécification d'application est de partir du haut (où on voit tout) puis de décomposer en parties à
programmer.
ƒ Dans le temps : bien que la notion de cycle de vie d'un logiciel introduise une dose de dynamique, il s'agit plutôt de corriger et de
maintenir un logiciel spécifié une fois pour toutes.
ƒ Dans la modalité : il existe une volonté de développer les applications de manière la plus homogène possible : mêmes personnes,
mêmes logiciels de développement.
ƒ Dans la sémantique : Les applications ont une sémantique globale et statique.
ƒ Dans la complexité : Les applications sont bien délimitées et conçues de manière analytique. Ceci facilite le découpage en parties
pour leur mise au point et l'étude de leur comportement qui est considéré comme devant être totalement prédictible.
A l'opposé, la nouvelle programmation est ouverte (Hewitt 86 « Offices are open systems »)
L'ouverture est une propriété inhérente des systèmes d'information actuels. Elle n'est voulue par personne mais c'est un état des
choses que l'on ne peut plus se permettre d'ignorer. Plutôt que d'essayer de l'enrayer, il vaut mieux essayer de la maîtriser voire en
tirer avantage. Cette ouverture s'exprime :
ƒ Dans l'espace : les systèmes d'information actuels sont intrinsèquement distribués (vision locale obligatoire) et se développent de
manière agrégative.
ƒ Dans la modalité : les deux points précédents ont pour conséquence directe que les systèmes d'information actuels sont de plus en
plus hétérogènes : environnements de programmation ; points de vues adoptés sur un même sujet : fonctionnel, matériel, structurel
etc. ; applications hybrides.
ƒ Dans la sémantique : les multiples points de vue engendrent autant de mondes sémantiques hétérogènes les uns aux autres.
ƒ Dans la complexité : les systèmes actuels présentent des interactions très intriquées ce qui les rend difficiles à prédire et à analyser
― dans l'espace : il est difficile de décomposer le système en parties déboguables indépendamment ; si on coupe un système en deux on le “tue”.
― dans le temps : il est difficile d'analyser des systèmes en fonctionnement en continu ; si on arrête un système pour l'observer on le “tue”.
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 10

11. Population d’agents
Variables globales et locales
En programmation classique les variable globales sont
accessibles à tous et les variables locales ne sont
accessibles à personne.
Global X, Y
Func foo Local a,b
… a …
… X …
Func bar Local u,v,w
… u,v …
… X …
Dans un SMA rien n’est complètement global
L’environnement étant vaste (sans compter le problème de
la représentation récursive – je sais que je sais que je sais...
―) et ouvert, il n’est pas possible en un lieu donné (par
exemple, dans un agent) de stocker toute la représentation
du monde. Par contre, un agent peut se déplacer ou
encore interagir avec d’autres agents qui sont dans son
voisinage pour explorer l’environnement.
Dans un SMA rien n’est complètement local
Pour un agent donné, toutes ses entités (informations,
processus, buts, …) sont locales mais elles restent
accessibles à l’introspection par d’autres agents. Le moyen
d’accéder à cette information passe par les interactions
entre les agents.
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 11
Champ Social Ouvert
Agent
omniscient
(Alta Vista)
Voisinage
d’ordre 1
Voisinage
d’ordre 2
Diamètre social
X,Y
a, b
u,v,w

12. Modèles d’interaction
1. Interaction Agent ↔ Agent
Niveau communication
― Transactions : Agent Communication Languages (ACL)
― Conversation Policies
Niveau connaissance (Knowledge Level)
― Echange de connaissances : KIF, XML, DAML
― Hétérogénéité sémantique
2. Interaction Humain ↔ Agent
― Interactions langagières : Analyse de requêtes en LN
― Raisonnement sur le structure et le fonctionnement
― Traitement de la référence (Dérive cognitive, CommonSense)
3. Interaction Multi‐agents
― Résolution distribuée de problèmes (IAD) : coopération, conflits,
négociation, …
― Extraction de comportements sur les flots d’interaction
4. Interaction Multi‐humains
― Modalité langagière : chat, mail, forums, formulaires, …
― Médiation par les objets informationnels
― Suivi de conversations
― Extraction de pratiques sociales
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 12
Collectifs médiatisés
Coopération / compétition
Dialogue Homme‐Machine
ACL
Agent Humain
1‐1
N‐N

13. Typologie des interactions
Interaction Directe
Action directe (interdite)
Un agent peut agir directement sur l’état physique d’une chose de
son environnement (objet, autre agent, humain). Cela sera interdit
dans un SMA :
Requête (formelle ou langagière)
L’agent envoie une requête à un interlocuteur qui est un autre
agent ou à un humain de son environnement (pas à un objet !).
L’interlocuteur interprète cette requête et la satisfait ou non en
fonction de sa propre subjectivité (état physique et mental) :
Interaction Indirecte
Blackboard (base de connaissances)
Plusieurs agents déposent et recueillent des objets ou des
informations dans une partie de l’environnement prévue à cet effet.
Cette partie commune est appelée « Blackboard »
Partage de ressources (Stygmergie)
Les modèles de population animales par exemple sont fondés sur
une compétition pour une quantité de ressources à partager qui est
fixée : la ressource sert alors de médiateur entre les agents.
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 13
A=1
B=2
C=3
Agent X Agent Y
Requête
« Could you
rise your BLOB
please? »
BLOB ? Ah …
B. No I won’t
A=1
B=2
C=3
Agent X Agent Y
Y[B]++
Æ3
Blackboard
P[x] Q[y]
R[u]
Q[u]
Zone de conflit
de ressources
Agent X
Agent Y

14. Manifestation de l’Intention
L’Intention dans la Communication
ƒ Les agents interagissent au moyen de Langages de Communication Agent (ACL) qui reflètent certaines des
propriétés de la langue humaine :
ƒ La notion de Speech Act (Austin‐Searle‐Bratman‐Vanderveken) permet à un agent A de communiquer à un agent
B non seulement une proposition P mais aussi l’Intention que A prend au sujet de P et de B :
Soit P = « Il pleut »
INFORMA,B [ BELA(P) ] = « Je crois‐sincèrement, et je t’informe que il pleut »
Conséquences :
1. B sait que A croît‐sincèrement P (formellement INFORM impose la sincérité)
2. B sait que A a voulu informer B au sujet de P (coopération ? menace ? …)
3. B choisit ou non d’adopter la croyance de P (il croît à son tour P) ou non (P = « Les martiens sont des êtres verts »)
4. B réagit à l’impact que 1‐3 peut avoir sur ses propres stratégies.
Raisonnement sur les traces d’interactions
ƒ Les agents réifient les interactions dans la mesure où ils sont capables de les traiter comme des données qu’ils
enregistrent et sur lesquelles ils sont capables d’effectuer des traitements :
1. Stockage des flux d’interaction = construction de traces ;
2. Extraction de comportements à partir de la détection de régularités dans les traces ;
3. Réaction aux comportements perçus, vus comme des « Intentions‐de ».
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 14

15. Architectures d’agents
Architecture informatique parallèle
ƒ Parallélisme : modèles à contrôle centralisé (SIMD) à grain fin
ƒ Distribution : modèles à contrôle décentralisé (MIMD) à grain fort
Architectures réactives
ƒ Fondées sur le physicalisme (embodiment)
ƒ Modèles à base d’équations différentielles, continues ou discrètes (automates cellulaires)
ƒ Approches ascendantes des concepts (émergence, subsomption, …)
ƒ Parallélisme à grain fin
Architectures cognitives
ƒ Fondées sur les représentations symboliques (épistémique)
ƒ Modèles à bases de règles symboliques et de logique
ƒ Approches normatives des concepts (échange de connaissances)
ƒ Distribution à grain fort
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 15

16. Pourquoi distribuer l’intelligence ?
Les problèmes sont intrinsèquement physiquement distribués
ƒ Nature intrinsèquement parallèle de la biologie et de la physique
ƒ Nature intrinsèquement concurrente de la sociologie et de la psychologie
Les problèmes sont intrinsèquement fonctionnellement distribués
ƒ Ingénierie : satellite = multi savoir‐faire / multi expertises
ƒ Hétérogénéité des savoirs
Les réseaux de communication imposent une vision distribuée
ƒ Internet, Bases de données mondiales, Web Sémantique
ƒ « Penser global agir local »
La complexité impose une vision locale
ƒ Notion d’espace informationnel Æ Topologie : local ≠ global
ƒ Méthodologie Global Æ Local (répartir) et Local Æ Global (Apprendre)
Nécessité d’adaptation (locale)
ƒ Changer un central téléphonique ne met pas en péril le réseau mondial
ƒ Pas « d’effet papillon ».
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 16

17. Les deux classes d’architectures parallèles
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 17
Dans le modèle SIMD, les agents ont tous la même structure : comme les
instances d'une même classe, ils possèdent les mêmes variables d'état
(slots) et le même comportement (mêmes méthodes). Au niveau de
l'interaction avec les autres agents, on retrouve cette uniformité : le réseau
interactif est régulier, homogène, symétrique et le protocole d'interaction
est unique. Au cours du fonctionnement, seules les valeurs d'état des
agents sont différentes et ce sont elles qui dessinent la forme du résultat
attendu. On parle alors d'Emergence ou d'Intelligence Collective.
Dans le modèle MIMD, les agents ont tous une structure différente :
ils ont des variables d'états différentes et ils exécutent des
programmes différents. Au niveau de l'interaction, il en est de même
;les échanges sont hétérogènes : en temps, en vitesse, en quantité, en
topologie ... Chaque agent possède en quelque sorte sa propre
personnalité : il a sa propre spécialité, il peut résoudre un type de
problème particulier. On parle alors de Sociétés d'Experts ou de
Système Multi Agents (SMA).
SIMD MIMD
Contrôle
centralisé
Contrôle
Décentralisé
Algorithmique Parallèle
Systèmes Concurrents

18. Architectures à contrôle centralisé
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 18
NEST [f, S0 , n]
Scalaire Multiple
Newton
Recuit
May, …
Topologie : Array
Voisinage
Interactions statiques
Contrôle synchrone
ACs, ALife, RNs …
¬ Topologie : Set
¬ Voisinage (Ether)
Interactions random
Contrôle asynchrone
Ags, Cham, Gamma
0.2 0.4 0.6 0.8 1
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Point de depart
λ = 2.9
Situation S0
Domaine : Modélisation et simulation de Processus Dynamiques Discrets.
Principe : Algorithme itératif (Nest) exécuté sur une seule machine.

19. Architectures à contrôle distribué
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 19
Knowledge Level
Software Level
Hardware Level
Collection dynamique
d’agents
Graphe statique de tâches
Réseau matériel de
machines
T1 T4
T3
T2 T..
M1 M2
M3 M…
M…
Réseaux intranet
Internet global (Web)
Multitâches
Communication
Protocoles
Routage
Pratiques
CSP de Hoare
RMI
CORBA …
Transactions
Polices
n
n
2

20. Agents réactifs et cognitifs
Agents Réactifs
Les agents réactifs sont issus de la modélisation
physicaliste du monde : ils sont assimilés à des
fonctions de transition :
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 20
St T St+1 = T(St)
Fonction de
transition
Situation
• Modèle de type ‘blackbox’ (fonctions)
• Comportements réflexes simples
• Représentations purement sensorimotrices
• Pas d’anticipation.
• Comportements téléonomiques (liés à des buts)
• Représentations symboliques
• Planification
Raisonnement sur
les représentations
Représentations
‐ du monde
‐ de soi (buts)
Actions sur
le monde
Retours d’effort
sur les actions
Agents Cognitifs
Les agents cognitifs sont issus de la modélisation
mentaliste du monde : ils sont assimilés à des systèmes
experts :

21. Exemple d’agent réactif et cognitif
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 21
Rob réactif
La fonction de transition T est un ensemble non ordonné de règles de type
Si condition alors action
qui sont exécutées dans une boucle infinie et non déterministe :
Si DP ∧ PO Alors SORTIR
Si DP ∧ PF Alors OUVRIR
Si DP ∧ PFC ∧ C Alors DEVEROUILLER
Si DP ∧ PFC Alors RANDOM-WALK
Si DC ∧ C Alors RANDOM-WALK
Si DC ∧ ¬ C Alors PRENDRE-CLE
Question :
prouver que le système {règles + CI} où CI = conditions initiales quelconques,
converge c’est‐à‐dire que Rob finit bien par sortir au bout d’un « certain temps ».
Rob cognitif
L’agent possède un plan P pour sortir qu’il exécute de manière séquentielle et
déterministe quelle que soit sa position de départ et quel que soit l’état initial du
monde :
ALLER-A DP ― appel du sous‐plan ALLER‐A(x,y)
Si PO Alors SORTIR
Sinon Si PF Alors OUVRIR;SORTIR
Sinon Si PFC
Alors Si C Alors DEVEROUILLER;OUVRIR;SORTIR
Sinon ALLER-A DC
PRENDRE-CLE
ALLER-A DP
DEVEROUILLER;OUVRIR;SORTIR
Porte
Serrure
DP
DC
Porte ouverte : PO
Porte Fermée : PF
Porte Fermée à clé : PFC
Rob
Rob possède la clé : C
Rob ne possède pas la clé : ¬ C
Problème :
« Rob le robot doit sortir
de la pièce ».
Position DP = Devant la Porte
Position DC = Devant la Clé

22. Architectures de subsomption
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 22
L’architecture de Subsomption de Rodney Brooks (1986) a été
proposée pour construire une nouvelle génération de Robots
non cognitifs comme c’était le cas dans les années précédentes
mais fondés sur des couches organisées de bas en haut, à
partir des organes sensorimoteurs, en une hiérarchie de
modules à comportement limité. Chaque niveau a un rapport
de dominance sur le module de niveau inférieur :
Behavior N
Behavior N‐1
S R
inhibition
S R
N‐2
Eviter les objets
Récupérer de l’énergie
Optimiser les chemins
Construire une carte
Explorer
Prendre et déposer des objets
Avancer de manière aléatoire
Capteurs Effecteurs
Agent hyper réactif : un
robot explorateur en
géologie
Environnement Environnement

23. Architectures dynamiques de contrôleurs
Architectures Connexionnistes
L’influence des réseaux de neurones a été très vive dans les années
80‐90 et des architectures d’agents ont été proposés qui possèdent
un contrôleur basé sur un réseau de neurones formels :
Architectures Evolutionnistes
De même, les Algorithme Génétiques ont apporté des techniques
qui ont été utilisées pour « élever » (sélectionner par évolution
génétique) les meilleurs contrôleurs possibles pour un agent
donné. Attention, dans ce cas, on n’a pas un système multi agent
mais une population d’agents : à la fin, on choisit un seul agent : le
meilleur individu. Dans ce modèle :
― Les faits sont des chaînes binaires,
― Les règles intègrent en plus des jokers « # » qui représentent aussi
bien un 0 que un 1.
Une règle prend en partie gauche un pattern qui matche les faits et
en partie droite « ce en quoi le fait doit être réécrit ». Plusieurs
règles peuvent matcher un même fait : c’est pourquoi on associe à
chaque règle un poids qui permet d’effectuer un choix aléatoire
biaisé entre les règles concurrentes :
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 23
Base de règles :
0.4 : 1#10 → 1001
0.8 : 01## → 0000
0.6 : 011# → 0110
Base de faits :
1101
0101
0011 …
Algorithme génétique
(Reproduction différentielle des règles)
Perception Exécution
Poids wi à déterminer
]
.
[∑
= i
i x
w
F
y
Réseau de Hopfield
Réseaux totalement Connectés
Multi Layer Perceptron (MLP)
Réseaux à couches
1
-1
F = Sigmoïde
xi
…
Entrées
Sortie y

24. Les Véhicules de Braitenberg
En 1985, Valentino Braitenberg a écrit un livre intitulé « Vehicles –
Experiments in Synthetic Psychology » qui propose un modèle
d’agent totalement réactif. Ce modèle a influence Brooks et fut
implémentée par Luc Steels en 1994. l’architecture de l’agent est
fondée sur la notion de système dynamique : les capteurs en
entrées sont directement reliés aux effecteurs de sortie par des
équations différentielles.
Contrairement à l’architecture de subsomption de Brooks, où les
behaviors sont exclusifs et hiérarchisés (le niveau N inhibe les
niveaux <N). On a un paquet d’équations imbriquées d’où des
possibilités de développer des comportements chaotiques (au sens
des systèmes dynamiques).
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 24
Capteur
Moteur gauche
Moteur droit
Câblage
Inhibition
« Peur » « Attirance »
Capteurs
d’intensité
lumineuse
a
b
c
S R
x
y
y
dx/dt = F1 (a, b, c, x, y, z)
dy/dt = F2 (a, b, c, x, y, z)
dz/dt = F3 (a, b, c, x, y, z)
⎪
⎪
⎩
⎪
⎪
⎨
⎧
−
−
=
+
−
−
=
+
=
10
)
(
)
1
(
10
)
(
)
1
(
:
default
G
G
G
G
default
D
D
D
D
V
V
t
V
t
V
V
V
t
V
t
V
Avancer
Moteur droit
Moteur gauche
Condition Initiale
Effecteurs
Capteurs

25. Architectures à Règles de Production
Agent = Système‐Expert
Dans les architectures à base de Règles, on assigne un
système expert (ou système de règles) à un seul agent.
Un système expert est composé de trois parties
essentielles :
― Une base de faits (BF) qui contient la description des états
physiques et mentaux du monde,
― Une base de règles (BR) qui permet de déduire des faits à partir
d’autres faits,
― Un moteur d’inférence : ensemble d’heuristiques de
planification qui utilisent BF et BR pour effectuer une tâche
donnée.
Base de faits (BF) :
∃ T en 1
∃ C en 2
∃ GC en 3
∃ B en 3
∃ T en 1
upon[B,GC]
Base de règles (BR) :
Les règles sont de la forme :
If <condition‐list> Then <action‐list>
Exemple : un plan en trois règles pour Poser T sur GC.
If free(T) ∧ free(GC) then PUTON(T,GC)
If ¬ free(T) Then MOVETO(X⏐upon(T,X), Y⏐free(Y))
If ¬ free(GC) Then MOVETO(X⏐upon(GC,X), Y⏐free(Y))
On a les conventions suivantes :
― X,Y sont des variables sur {T,C,GC,B}
― MOVETO et PUTON sont d’autres plans
― free et upon sont des fonctions
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 25
Le monde de cubes
Terry Winograd (1972)
1 2 3
T GC
C
B
Rob : agent expert

26. Architectures à Blackboards
Le système expert Hearsay II
ƒ L’origine des architectures de systèmes multi agents à base de tableaux noirs (blackboard) vient du projet HEARSAY II
(Erman et al 1980) qui était un système multi‐experts pour la reconnaissance de la parole. Chaque expert de HEARSAY II
était un module d’IA classique spécialisé dans un des domaines de la reconnaissance de la parole.
Une architecture à tableau noir comprend trois sous‐systèmes (Hayes Roth 1985)
1. Un ensemble de Knowledge Sources (KSi),
2. Une base de connaissances partagée ou Blackboard,
3. Un dispositif de contrôle d’accès de KSi au Blackboard.
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 26
KS1 KS2 KS3 KS.. KSn
Contrôle
d’accès
Blackboard
(connaissances partagées)

27. Agents Epistémiques
La Société de L’esprit
En 1985, Marvin Minsky du MIT a présenté son livre
fondateur « La Société de l’esprit » où il bat en brèche
l’approche séquentielle de l’Intelligence Artificielle au
profit d’une approche complètement distribuée. Il
propose de décrire non pas une population mais un
sujet unique comme une société d’agents en
interaction. Le problème est alors inversé :
― Système Multi‐agents = Population
‐ Simulation sociale,
‐ Organisation de comportements collectifs,
‐ Compétence Distribuée.
― Système Multi‐agent = Un agent unique
‐ Individuation (synthèse du sujet comme émergent)
‐ Modélisation parallèle de la cognition humaine
‐Subjectivité (awareness, ..).
Homonculus Fallacy
Cela a débouché sur des modèles de programmation agent de
type récursif où tout ou partie de l’agent est lui‐même
implémentée sous forme d’une des architectures précédentes.
Ces modules récursifs ont été critiqués par D. C. Dennett
comme « l’homonculus fallacy » dans son livre
« Consciousness explained » (1991) où le concepteur enfouit
toujours plus loin l’implémentation des concepts agents.
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 27
Système Multi‐agents
La Société de l’esprit
Homonculus
fallacy
1 agent = 1 SMA

28. Conclusion
La notion d’agent est intégrative
ƒ Concepts issus des Sciences Cognitives et des Sciences du Vivant
ƒ Architectures issues de l’Informatique Distribuée
ƒ Réalisations informatiques extrêmement variées
Champ applicatif
ƒ La Simulation de systèmes complexes (micro‐ ou macroscopiques)
ƒ L’algorithmique intrinsèquement distribuée
ƒ L’interaction Homme(s) /Machines(s)
ƒ La Socio‐informatique.
Deux livres de référence
ƒ Les Systèmes Multi‐agents, J. Ferber, 1995
ƒ Multi‐agent Systems, M. Wooldridge, 2002
Jean‐Paul Sansonnet ‐‐ LIMSI‐CNRS 28