Tesi di laurea
Ecco la mia tesi di laurea in Ingegneria Elettronica nel campo dell'Intelligenza Artificiale dal titolo "Applicazione di una Architettura ad Agenti alle Aste Elettroniche".
Introduzione
Negli ultimi anni il mercato dell'Information Technology ha visto la rapida evoluzione di settori, come quelli del commercio elettronico e delle aste elettroniche, che hanno dato impulso a nuove ricerche. In questo contesto gli studi sui sistemi multi-agente (MAS) si sono moltiplicati e diversificati, allettati dalle prospettive di applicazioni offerte da un mercato in continua crescita.
Il punto di forza dei MAS è rappresentato dalla capacità di interazione fra gli agenti per il conseguimento di obiettivi. Ogni singola entità può cooperare o competere con altri agenti al fine di raggiungere i propri scopi, oppure può associarsi in strutture organizzate in cui collaborazione e divisione dei compiti permettono di raggiungere goal condivisi con la società.
Il progetto dell'interazione fra agenti diviene una fase cruciale nello sviluppo dei MAS e gli sforzi compiuti in tal senso sono confluiti nella definizione di linguaggi fra agenti e nella definizione di protocolli di comunicazione.
In tale ambito si colloca il progetto europeo SOCS (Societies Of ComputeeS) con lo scopo di investigare modelli logici e computazionali, di comportamento individuale e collettivo, di entità - computees - che interagiscono nel contesto di ambienti computazionali globali ed aperti.
Attualmente le tecniche per lo sviluppo dell'interazione in tali ambienti hanno dato esiti sia in implementazioni a basso livello prive di una evidente caratterizzazione logica, sia in specifiche astratte espressive ma in molti casi intrattabili. Per colmare questa distanza SOCS mira a fornire un modello per interazioni complesse che non solo permette la specifica e la verifica formale di proprietà, ma che permette realizzazioni concrete la cui correttezza può essere provata "on-the-fly".
In dettaglio gli obiettivi del progetto SOCS possono riassumersi nei seguenti punti:
- Specificare la conoscenza ed il comportamento dei singoli agenti, astraendo dalla loro struttura, configurazione e progetto interno. Tale specifica include sia l'interfaccia fra le entità sia l'ambiente in cui esse operano.
- Specificare le interazioni fra gli agenti in modo tale da far emergere una società.
- Fornire un framework computazionale in cui ottenere i comportamenti attesi degli agenti.
- Identificare e specificare proprietà desiderabili che dovrebbero essere soddisfatte tanto dai singoli agenti quanto dall'intera società.
- Verificare quando gli agenti e la società soddisfino o violino tali proprietà.
- Valutare e validare il framework attraverso una serie di esperimenti mirati.
Scopo di questa tesi è l'approfondimento degli argomenti accennati nei punti 2, 4 e 5 relativamente alle società di agenti costituenti le aste elettroniche. In particolare ci proporremo di definire le specifiche di interazione che caratterizzano tre tipologie di società, operanti rispettivamente negli scenari d'asta Inglese, d'asta Combinatoria e d'asta First Price Sealed Bid. Inoltre verificheremo quando l'agire degli agenti sia conforme, o meno, a tali specifiche. Infine verificheremo se tali specifiche godano, o non godano, di alcune proprietà attraverso una serie di esperimenti mirati per ogni tipologia d'asta.
Nel primo capitolo, dopo aver dato una definizione di agente e di società, descriveremo come gli agenti interagiscano fra loro attraverso Agent Comunication Languages ed Interaction Protocols, originando strutture sociali di vario tipo e di differente complessità. Accenneremo ai vari modelli implementativi proposti per l'analisi di tali società, soffermandoci in particolare sul modello definito dal progetto SOCS, basato su un approccio sociale agli Interaction Protocols, che adotteremo come paradigma di progetto e verifica nel seguito di questa tesi.
Nel secondo capitolo esporremo come il modello sociale SOCS descriva la conoscenza della società in modo dichiarativo. Introdurremo la Programmazione Logica Abduttiva come linguaggio per la definizione di una istanza di società. Sulla base di quest'ultima definiremo una semantica che, partendo dalla conoscenza sociale e basandosi su eventi sociali ed aspettative, deriverà i goal prefissati dalla società. Infine introdurremo SCIFF, una proof procedure che implementa il ragionamento abduttivo, che supporta la Constraint Logic Programming (CLP) ed è in grado di gestire l'arrivo dinamico di eventi.
Nel terzo capitolo vedremo come l'approccio sociale permetta di progettare protocolli di interazione fra agenti attraverso vincoli di integrità sociale. Descriveremo come impiegare SCIFF per verificare la conformità di un insieme di eventi sociali ad un dato protocollo. Inoltre introdurremo gSCIFF, una variante di SCIFF, in grado di generare eventi conformi ad un protocollo. Infine, descriveremo come impiegare gSCIFF per verificare se un dato protocollo goda, o meno, di alcune proprietà.
Nei capitoli quarto, quinto e sesto studieremo tre società di agenti operanti rispettivamente negli scenari d'asta Inglese, d'asta Combinatoria e d'asta First Price Sealed Bid. Per ogni asta svilupperemo un protocollo di interazione, motivando le scelte progettuali adottate, descrivendolo attraverso AUML e vincoli di integrità sociale. Con esempi pratici vedremo sia come SCIFF verifichi la conformità di una history al protocollo, sia come gSCIFF verifichi se un protocollo goda, o meno, di determinate proprietà.
Nelle appendici riporteremo alcuni risultati, in versione integrale, come calcolati da SCIFF e gSCIFF che data la loro lunghezza non è stato conveniente inserire all'interno dei relativi paragrafi. Nei vari paragrafi, infatti, riassumeremo tali risultati evidenziandone gli aspetti notevoli.
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