Orientadores: Celso Pascoli Bottura / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T03:59:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_EliezerArantesda_D.pdf: 4514909 bytes, checksum: 426e6a3cf7c672569a8fd38adb1148a2 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O objetivo desta pesquisa é o desenvolvimento de um novo modelo conceitual para representação, de uma forma integrada, das mais diversas situações de conflito de interesses, como uma base para análise e projeto de controle de sistemas hierárquicos multiagentes, e para o aprimoramento da metodologia de capacitação de executivos para a administração estratégica desses conflitos. O método utilizado para esta pesquisa foi um investigação das condicionantes análogas presentes nos quatro jogos clássicos da Teoria dos Jogos ¿ Nash, Stackelberg, Pareto e Minimax ¿ buscando, entre eles, as características semelhantes e as peculiaridades que realmente os fazem semelhantes e distintos entre si. Desta investigação, foram identificadas duas dimensões diferenciadoras, que possibilitaram a concepção e a construção de uma matriz para representação desses jogos, de uma forma integrada. O modelo conceitual resultante desta pesquisa fornece um esquema analítico abrangente, inspirado na teoria dos jogos, e é usado para explicar, descrever, interpretar e prever os comportamentos dos diversos agentes autônomos envolvidos em situações de conflito de interesses e, em certos casos, prescrever decisões mais adequadas. A Matriz de Jogos Estratégicos (MJE), proposta e utilizada neste trabalho, estabelece um quadro de referência conceitual, mapeando seis diferentes tipos de jogos. Nela, os pressupostos dos modelos clássicos de jogos citados, e outros em casos-limite, são usados de forma integrada e complementar. São tratados, na MJE, jogos competitivos e cooperativos, jogos equilibrados e não-equilibrados, levando em conta tanto a postura concorrencial de cada jogador como o seu pressuposto de relação-de-forças. A MJE contempla de forma inovativa o tratamento de múltiplos subjogos estratégicos simultâneos entre os agentes envolvidos. A aplicação dos conceitos da MJE a complexos sistemas ¿ hierárquicos ou não ¿, com múltiplos agentes inteligentes interativos autônomos, provê uma metodologia de utilidade para análise e projeto de estratégias de controle. Parte importante deste estudo é a realização de experimentos exploratórios com propósito pedagógico. Esses jogos de empresa, realizados via computador, indicam que os participantes ampliam sua percepção para compreender os diversos jogos a jogar, e sua habilidade para atuar em cada um deles. Este uso da MJE leva cada participante a analisar situações de conflito de interesses e a melhor escolher suas decisões estratégicas: Através de um processo dinâmico interativo de tentativa e erro, ele ou ela acaba aprendendo a tomar melhores decisões, levando em conta as possíveis decisões dos demais agentes envolvidos bem como sua avaliação das conseqüências de suas escolhas. Palavras-chave: Matriz de Jogos Estratégicos; teoria dos jogos; jogos estratégicos; jogos de empresas; controle multiagente; gestão de conflitos; planejamento estratégico; gestão estratégica; simulação de empresas; treinamento gerencial; jogos hierárquicos / Abstract: The objective of the current research is the development of a new conceptual model aiming to represent, in an integrated manner, the many situations of conflict of interests as a basis for analysis and design of hierarchical multiagent systems control and for the improvement of the methodology for betterment of the managers¿ skills to deal with the strategic management of such conflicts. The investigation method used was a comparative analysis of the unique characteristics of classical games from Game Theory ¿ Nash, Stackelberg, Pareto, and Minimax ¿ searching, among them, their commonalities and differentiations. This investigation identified two distinct dimensions that enabled the conception and construction of a matrix to represent, in a integrated form, those four games mentioned above. The resulting conceptual model provides a comprehensive analytical scheme, inspired in the theory of games, and is used to explain, describe, interpret and forecast behaviors of autonomous agents involved in situations of conflict of interests and, in some cases, to prescribe the more adequate decisions. The Strategic Games Matrix (SGM) proposed and used in this study establishes a conceptual reference framework mapping six different types of games. In it, the assumptions for classic game models, among others for limitcases, are used in an integrated and complementary manner. The SGM deals with both competitive and cooperative games, as well as balanced and unbalanced ones, taking into consideration both the players' competitive postures and the powerratio assumed by each one. The SGM contemplates in an innovative way the treatment of multiple simultaneous strategic sub-games among the agents involved. The application of the SGM concepts to complex systems ¿ hierarchical or not ¿, with multiple autonomous intelligent interactive agents, provides a methodology of utility for analysis and design of their control strategies. An important part of this study is the exploratory experiments with pedagogical purpose. Such business games, played in a computer, indicate that the participants increase their perception to understand the various games to play, and their ability to act at each one of them. This use of the SGM leads each participant to analyze conflict of interests¿ situations and to improve its strategic decisions: Through an interactive dynamic process of trial and error he/she ends up learning how to make better decisions taking into consideration the likely decisions of the other agents involved as well as her/his evaluation of the consequences of their choices. Keywords: Strategic Games Matrix; game theory; strategic games; business games; multi-agent control; conflict management; strategic planning; strategic management; business simulation; managers training; hierarchical games / Doutorado / Automação / Doutor em Engenharia Elétrica

With a digital game industry in constant ascendant and a more demanding consumer, designers and programmers have faced even bigger challenges to create realistic games. In this way, people are working a lot in the NPCs (Non Player Characters) intelligence. In this research, it was emphasized the use of planning to control the Artificial Intelligence of the NPCs. The work documented here was guided by the verification of two hypotheses: the viability of using a planner based on the A* algorithm and on a knowledge representation model similar to STRIPS system in strategic games, and the possibility of using this planner in a Multiagent System approach based on an auction system used to identify agents more appropriated to fulfill a goal. The term strategic games was chosen to avoid misunderstandings about the traditional RTS games. The planner and the Multiagent System have been implemented and several tests were made. The results were satisfactory and the hypotheses proved. / Com a indústria de jogos eletrônicos em constante crescimento e com um consumidor cada vez mais exigente, designers e programadores enfrentam, cada vez, maiores desafios para criar jogos realísticos. Nesse sentido, um tópico que vem sendo trabalhado bastante é a inteligência dos NPCs (Non Player Characters). Neste trabalho foi enfatizado o uso de técnicas de planejamento para controlar a Inteligência Artificial dos NPCs. A pesquisa documentada nesta dissertação foi guiada pela verificação de duas hipóteses: a viabilidade de utilização de um planejador baseado no algoritmo A* e em um modelo de representação de conhecimentos semelhante a do sistema STRIPS em jogos de estratégia; a possibilidade de uso desse planejador e de uma abordagem multiagente baseada em um sistema de leilões onde este último teria como função identificar o agente mais apto para cumprir uma determinada meta. O termo jogos de estratégia foi usado para não gerar confusão com relação aos jogos RTS tradicionais. O planejador e o sistema multiagente foram implementados e ínumeros testes realizados. Os resultados foram satisfatórios e as hipóteses comprovadas. / Mestre em Ciência da Computação

This thesis is dedicated to creating a new system with capabilities to create new generic, autonomous strategy computer game controlling elements based on multi-agent systems with social, intelligent decision-making and learning skills. Basic types of strategy games and problems of their playing will be introduced, along with currently used methods of intelligent game AI development. This thesis also presents design and implementation of the new system, working model for a specific game and results obtained while testing it.