Un système multi-agent (SMA) est un système dans lequel plusieurs agents opèrent et interagissent. Chaque agent a la responsabilité d’exécuter des tâches. Cependant, chaque agent, pour diverses raisons, peut rencontrer des problèmes pendant l’exécution de ses tâches ; ce qui peut induire un disfonctionnement du SMA. Cependant, le SMA doit être en mesure de détecter les sources de problèms (d’erreurs) afin de les contrôler et ainsi continuer son exécution correctement. Un tel SMA est appelé un SMA tolérant aux fautes. Il existe deux types de sources d’erreurs pour un agent : les erreurs causées par son environnment et les erreurs dûes à sa programmation. Dans la littérature, il existe plusieurs techniques qui traitent des erreurs de programmation au niveau des agents. Cependant, ces techniques ne traitent pas des erreurs causées par l’environnement de l’agent. Tout d’abord, nous distinguons entre l’environnment d’un agent et l’environnement du SMA. L’environnement d’un agent représente toutes les composantes matérielles ou logicielles que l’agent ne peut contrôler mais avec lesquelles il interagit. Cependant, l’environnment du SMA représente toutes les composantes que le système ne contrôle pas mais avec lesquelles il interagit. Ainsi, le SMA peut contrôler certaines des composantes avec lesquelles un agent interagit. Ainsi, une composante peut appartenir à l’environnement d’un agent et ne pas appartenir à l’environnement du système. Dans ce travail, nous présentons une méthodologie de conception de SMA tolérants aux fautes, nommée FATMAS, qui permet au concepteur du SMA de détecter et de corriger, si possible, les erreurs causées par les environnements des agents. Cette méthodologie permettra ainsi de délimiter la frontière du SMA de son environnement avec lequel il interagit. La frontière du SMA est déterminée par les différentes composantes (matérielles ou logicielles) que le système contrôle. Ainsi, le SMA, à l’intérieur de sa frontière, peut corriger les erreurs provenant de ses composantes. Cependant, le SMA n’a aucun contrôle sur toutes les composantes opérant dans son environnement. La méthodologie, que nous proposons, doit couvrir les trois premières phases d’un développement logiciel qui sont l’analyse, la conception et l’implémentation tout en intégrant, dans son processus de développement, une technique permettant au concepteur du système de délimiter la frontière du SMA et ainsi détecter les sources d’erreurs et les contrôler afin que le système multi-agent soit tolérant aux fautes (SMATF). Cependant, les méthodologies de conception de SMA, référencées dans la littérature, n’intègrent pas une telle technique. FATMAS offre au concepteur du SMATF quatre modèles pour décrire et développer le SMA ainsi qu’une technique de réorganisation du système qui lui permet de détecter et de contrôler ses sources d’erreurs, et ainsi définir la frontière du SMA. Chaque modèle est associé à un micro processus qui guide le concepteur lors du développement du modèle. FATMAS offre aussi un macro-processus, qui définit le cycle de développement de la méthodologie. FATMAS se base sur un développement itératif pour identifier et déterminer les tâches à ajouter au système afin de contrôler des sources d’erreurs. À chaque itération, le concepteur évalue, selon une fonction de coût/bénéfice s’il est opportun d’ajouter de nouvelles tâches de contrôle au système. Le premier modèle est le modèle de tâches-environnement. Il est développé lors de la phase d’analyse. Il identifie les différentes tâches que les agents doivent exécuter, leurs préconditions et leurs ressources. Ce modèle permet d’identifier différentes sources de problèmes qui peuvent causer un disfonctionnement du système. Le deuxième modèle est le modèle d’agents. Il est développé lors de la phase de conception. Il décrit les agents, leurs relations, et spécifie pour chaque agent les ressources auxquelles il a le droit d’accéder. Chaque agent exécutera un ensemble de tâches identifiées dans le modèle de tâches-environnement. Le troisième modèle est le modèle d’interaction d’agents. Il est développé lors de la phase de conception. Il décrit les échanges de messages entre les agents. Le quatrième modèle est le modèle d’implémentation. Il est développé lors de la phase d’implémentation. Il décrit l’infrastructure matérielle sur laquelle le SMA va opérer ainsi que l’environnement de développement du SMA. La méthodologie inclut aussi une technique de réorganisation. Cette technique permet de délimiter la frontière du SMA et contrôler, si possible, ses sources d’erreurs. Cette technique doit intégrer trois techniques nécessaires à la conception d’un système tolérant aux fautes : une technique de prévention d’erreurs, une technique de recouvrement d’erreurs, et une technique de tolérance aux fautes. La technique de prévention d’erreurs permet de délimiter la frontière du SMA. La technique de recouvrement d’erreurs permet de proposer une architecture du SMA pour détecter les erreurs. La technique de tolérance aux fautes permet de définir une procédure de réplication d’agents et de tâches dans le SMA pour que le SMA soit tolérant aux fautes. Cette dernière technique, à l’inverse des techniques de tolérance aux fautes existantes, réplique les tâches et les agents et non seulement les agents. Elle permet ainsi de réduire la complexité du système en diminuant le nombre d’agents à répliquer. Résumé iv De même, un agent peut ne pas être en erreur mais la composante matérielle sur laquelle il est exécuté peut ne plus être fonctionnelle. Ce qui constitue une source d’erreurs pour le SMA. Il faudrait alors que le SMA continue à s’exécuter correctement malgrè le disfonctionnement d’une composante. FATMAS fournit alors un support au concepteur du système pour tenir compte de ce type d’erreurs soit en contrôlant les composantes matérielles, soit en proposant une distribution possible des agents sur les composantes matérielles disponibles pour que le disfonctionnement d’une composante matérielle n’affecte pas le fonctionnement du SMA. FATMAS permet d’identifier des sources d’erreurs lors de la phase de conception du système. Cependant, elle ne traite pas des sources d’erreurs de programmation. Ainsi, la technique de réorganization proposée dans ce travail sera validée par rapport aux sources d’erreurs identifiées lors de la phase de conception et provenant de la frontière du SMA. Nous démontrerons formellement que, si une erreur provient d’une composante que le SMA contrôle, le SMA devrait être opérationnel. Cependant, FATMAS ne certifie pas que le futur système sera toujours opérationnel car elle ne traîte pas des erreurs de programmation ou des erreurs causées par son environnement. / A multi-agent system (MAS) consists of several agents interacting together. In a MAS, each agent performs several tasks. However, each agent is prone to individual failures so that it can no longer perform its tasks. This can lead the MAS to a failure. Ideally, the MAS should be able to identify the possible sources of failures and try to overcome them in order to continue operating correctly ; we say that it should be fault-tolerant. There are two kinds of sources of failures to an agent : errors originating from the environment with which the agents interacts, and programming exceptions. There are several works on fault-tolerant systems which deals with programming exceptions. However, these techniques does not allow the MAS to identify errors originating from an agent’s environment. In this thesis, we propose a design methodology, called FATMAS, which allows a MAS designer to identify errors originating from agents’ environments. Doing so, the designer can determine the sources of failures it could be able to control and those it could not. Hence, it can determine the errors it can prevent and those it cannot. Consequently, this allows the designer to determine the system’s boundary from its environment. The system boundary is the area within which the decision-taking process of the MAS has power to make things happen, or prevent them from happening.We distinguish between the system’s environment and an agent’s environment. An agent’s environment is characterized by the components (hardware or software) that the agent does not control. However, the system may control some of the agent’s environment components. Consequently, some of the agent’s environment components may not be a part of the system’s environment. The development of a fault-tolerant MAS (FTMAS) requires the use of a methodology to design FTMAS and of a reorganization technique that will allow the MAS designer to identify and control, if possible, different sources of system failure. However, current MAS design methodologies do not integrate such a technique. FATMAS provides four models used to design and implement the target system and a reorganization technique to assist the designer in identifying and controlling different sources of system’s failures. FATMAS also provides a macro process which covers the entire life cycle of the system development as well as several micro processes that guide the designer when developing each model. The macro-process is based on an iterative approach based on a cost/benefit evaluation to help the designer to decide whether to go from one iteration to another. The methodology has three phases : analysis, design, and implementation. The analysis phase develops the task-environment model. This model identifies the different tasks the agents will perform, their resources, and their preconditions. It identifies several possible sources of system failures. The design phase develops the agent model and the agent interaction model. The agent model describes the agents and their resources. Each agent performs several tasks identified in the task-environment model. The agent interaction model describes the messages exchange between agents. The implementation phase develops the implementation model, and allows an automatic code generation of Java agents. The implementation model describes the infrastructure upon which the MAS will operate and the development environment to be used when developing the MAS. The reorganization technique includes three techniques required to design a fault-tolerant system : a fault-prevention technique, a fault-recovery technique, and a fault-tolerance technique. The fault-prevention technique assists the designer in delimiting the system’s boundary. The fault-recovery technique proposes a MAS architecture allowing it to detect failures. The fault-tolerance technique is based on agent and task redundancy. Contrary to existing fault-tolerance techniques, this technique replicates tasks and agents and not only agents. Thus, it minimizes the system complexity by minimizing the number of agents operating in the system. Furthermore, FATMAS helps the designer to deal with possible physical component failures, on which the MAS will operate. It proposes a way to either control these components or to distribute the agents on these components in such a way that if a component is in failure, then the MAS could continue operating properly. The FATMAS methodology presented in this dissertation assists a designer, in its development process, to build fault-tolerant systems. It has the following main contributions : 1. it allows to identify different sources of system failure ; 2. it proposes to introduce new tasks in a MAS to control the identified sources of failures ; 3. it proposes a mechanism which automatically determines which tasks (agents) should be replicated and in which other agents ; 4. it reduces the system complexity by minimizing the replication of agents ; Abstract vii 5. it proposes a MAS reorganization technique which is embedded within the designed MAS and assists the designer to determine the system’s boundary. It proposes a MAS architecture to detect and recover from failures originating from the system boundary. Moreover, it proposes a way to distribute agents on the physical components so that the MAS could continue operating properly in case of a component failure. This could make the MAS more robust to fault prone environments. FATMAS alows to determine different sources of failures of a MAS. The MAS controls the sources of failures situated in its boundary. It does not control the sources of failures situated in its environments. Consequently, the reorganization technique proposed in this dissertation will be proven valid only in the case where the sources of failures are controlled by the MAS. However, it cannot be proven that the future system is fault-tolerant since faults originating from the environment or from coding are not dealt with.

Les cadres interactionnels actuels pour les communications entre agents (protocoles, stratégies de conversation, jeux de dialogue, . . . ) garantissent la cohérence structurelle des conversations tenues. Pourtant, ce n'est pas tant l'habilité des agents à structurer leurs conversations qui nous intéresse que leurs aptitudes à tenir des conversations utiles quant à leurs objectifs individuels et collectifs. Pour traiter cette problématique, nous avons défini et implanté un modèle complet de la communication entre agents qui couvre les quatre dimensions classiques de la communication : syntaxe, structure, sémantique et pragmatique. Au niveau syntaxique, nous proposons le langage DIAGAL[DIAlogue Game based Agent communication Language] qui se présente comme un ensemble de jeux de dialogue qui permettent la manipulation conjointe d'engagements sociaux. Du point de vue de la structuration des dialogues, les jeux de dialogue que nous proposons offrent une alternative à la rigidité des protocoles tout en capturant les aspects conventionnels de la communication, absents des approches considérant des actes de langages isolés. Dans notre approche, le niveau sémantique de la communication repose, quant à lui, sur les engagements sociaux qui capturent les interdépendances contractées par les agents lors des communications. Dans ce contexte, notre contribution principale concerne les aspects cognitifs de la pragmatique. À cet effet, nous proposons une théorie cognitive de l'utilisation de ce cadre interactionnel basée sur la notion de cohérence cognitive et fondée sur des résultats non encore formalis és de sciences cognitives. Issue d'une unification de la théorie de la dissonance cognitive (une des théories majeures de psychologie cognitive) avec la théorie de cohérence cognitive (développée en philosophie de l'esprit), notre approche est formulée en termes d'éléments et de contraintes, notions familières en informatique. La théorie motivationnelle résultante est ensuite étendue afin de traiter la communication entre agents cognitifs. Sous les hypothèses de notre théorie, nous définissons alors une métrique de l'utilité des conversations entre agents. Nous montrons comment cette théorie permet de résoudre en pratique de nombreux problèmes fondamentaux des aspects cognitifs de la pragmatique des communications entre agents. En particulier, nous proposons une première application de notre théorie pour l'utilisation automatique par des agents de type BDI [Beliefs, Desires and Intentions] des jeux de dialogue du langage DIAGAL. Ce faisant, nous introduisons un certain nombre d'outils techniques pour l'automatisation des communications entre agents tout en précisant quels sont nos apports théoriques pour les SMAs et plus généralement pour les sciences cognitives. / Different approaches have investigated the syntax and semantics of agent communication languages. However, these approaches have not indicated how agents should dynamically use communications. Instead of filling this pragmatics gap, most approaches have mainly focused on the "structure" of dialogues even though developers are more interested in agents' capabilities of having "useful" automated conversations with respect to their goals rather than in their abilities to structure dialogues. We addressed this problem that requires re-inquiring the four main dimensions of (agent) communication : syntax, structure, semantics and pragmatics (the theory of the use of language). At the syntactic level, we have developed an agent communication language called DIAGAL [DIAlogue Game based Agent communication Language] which consists of a set of dialogue games that allows for the grounded manipulation of social commitments. At the structural level, DIAGAL dialogue games offer a good compromise between the lack of flexibility of protocols while taking into account the conventional aspects of dialogue which were missing in isolated speech acts approaches. At the semantics level, we provide a social commitments model that captures the inter-dependencies contracted by the agents toward each other during dialogues. In that context, our main contribution concerns the cognitive aspects of pragmatics. To this end, we develop in this thesis a motivational theory for the use of such a conventional and social agent communication framework. Our approach is based on cognitive science results that have not been formalized yet. Our theory consists of a formalisation and a unification of the cognitive dissonance theory (one of the major theories of cognitive psychology) with the coherence theory issuing from philosophy of mind. Our approach is formulated in terms of elements and constraints which allow making it computational. This theory allows formally defining and exploiting the notion of utility of dialogues. We show in this thesis how this approach allows solving many theoretical and practical problems in agent communication. As a validation of this approach, we extend classical BDI [Beliefs, Desires and Intentions] agents to allow them to automatically use DIAGAL dialogue games. The resulting framework provides the necessary theoretical and practical elements for implementing our theory. In doing so, it brings in a general scheme for automatizing agents' communicational behaviour.

Les chaînes logistiques représentent un avantage concurrentiel que les entreprises cherchent à pérenniser. La simulation s'inscrit naturellement auprès des décisionnaires comme un outil d'aide à la décision. Notre travail de recherche porte sur la définition d'une approche de modélisation et de simulation orientée agents de chaînes logistiques dans un contexte de personnalisation de masse. Nous proposons un cadre méthodologique structuré selon trois niveaux d'abstraction: Modèle de Domaine, Modèle Conceptuel et Modèle Opérationnel. Les modèles de Domaine, issus de la modélisation d'entreprise, sont étendus au contexte de personnalisation de masse. Les modèles Conceptuels et Opérationnels, dérivés du modèle de Domaine, sont développés selon le paradigme agent. Une architecture logicielle, composée de deux sociétés d'agents en interaction, assure l'implémentation et l'exécution d'agents cognitifs et réactifs. Un cas industriel est traité et les résultats de simulations sont interprétés.

Texte remanié de : Dissertation : Droit : Université de Hambourg : 2008. / Bibliogr. p. 225-252. Notes bibliogr.

Thesis (Ph. D.)--University of Karlsruhe, 2001. / Includes bibliographical references (p. [193]-201) and subject index. Also available in electronic format on the Internet.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

La thèse défendue dans ce manuscrit s'intéresse à la simulation multi-agents appliquée à la simulation d'individus dans des bâtiments 3D virtuels.Pour ce faire, nos travaux proposent de capitaliser l'expérience acquise dans le domaine du web sémantique sur les ontologies et les moteurs d'inférence associés pour faciliter la conception et le développement de comportements intelligents pour des agents évoluant dans des univers virtuels.L'objectif est de fournir aux agents une approche générique pour gérer leur représentation du monde et raisonner sur cette représentation.Pour cela, la problématique centrale repose sur la définition d'une ontologie décidable modélisant l'ensemble des connaissances contenues dans l'environnement virtuel 3D pour enrichir sémantiquement l'environnement d'une simulation multi-agents.Cette ontologie décidable a pour but d'offrir la possibilité d'intégrer les moteurs d'inférence sémantique au c\oe{}ur de la modélisation de comportements d'agents mobiles dans un environnement virtuel. / This thesis focuses on multi-agent simulation applied to the simulation of individuals in virtual 3D buildings. To do this, our work suggests to capitalize on the experience gained in the field of semantic web ontologies and inference engines to facilitate the design and development of intelligent behavior for agents operating in virtual worlds. The goal is to provide to agents a generic approach to managing their representation of the world and reason about this representation. For this, the central problem is based on the definition of a decidable ontology modeling all of the knowledge contained in the virtual 3D environment to enrich semantically the environment of a multi-agent simulation. This decidable ontology aims to provide an opportunity to integrate semantic inference engine at the heart of modeling behavior of mobile agents in a virtual environment.

Il est désormais admis que le potentiel des technologies de l'information et de la communication (TIC) apporte un nouveau défi au monde moderne et favorise un accès de masse au savoir conforté depuis le début des années 90 par l'avènement du réseau Internet. Appréhender cette nouvelle donne et y adhérer pour accompagner le progrès humain restent au XXI° siècle des défis de taille.<br />Les diverses transitions de notre société du stade industriel au stade de société de l'information et de la connaissance démontrent aujourd'hui que la richesse la plus importante n'est plus matérielle, ni physique. Elle est désormais fondée sur l'immatériel et conduite par le savoir. <br />Comme pour toutes les étapes de vie d'une transition en général, nous nous trouvons en 2006 en fin de cycle et nous ne savons pas vraiment quelle sera la direction dans laquelle nous allons nous diriger. Dans ces conditions, la constance millénaire qui doit être prise en compte est celle du savoir. <br />Parmi les nombreux acteurs qui se trouvent interpellés par cette question du devenir, il faut citer l'université, endroit par excellence où s'élabore et se vulgarise le savoir selon une viabilité prouvée depuis le XIII° siècle avec une aptitude à s'adapter, à évoluer et à engendrer le changement et le progrès dans notre société. <br />Aujourd'hui, l'avènement des TIC dans l'enseignement a totalement bouleversé notre rapport au savoir et au pouvoir. Hier, l'information était disponible dans les ouvrages, les revues, ... Aujourd'hui elle est sur la toile et l'école se trouve concurrencée par d'autres formes d'accès au savoir et à l'information dont les ressources augmentent chaque jour un peu plus. Cette massification de l'information rend ainsi les recherches et la distinction de la pertinence de l'information plus difficiles pour l'enseignant comme pour l'étudiant.<br />Dans ce contexte qui n'a de précédent, l'université a un rôle central à jouer. Trait d'union entre la recherche, les entreprises, les étudiants et les citoyens, elle est au cœur du dispositif de production et de transmission des savoirs et se doit de réagir de façon urgente afin de demeurer encore une composante essentielle du développement culturel, socio-économique et écologiquement viable des individus, des communautés et des nations.<br />De ce fait, une société qui prendrait en compte les savoirs implicites permettrait une valorisation des individus. Dans cette toile de fond, le management des connaissances et la veille informationnelle permettent de valoriser des pistes nouvelles dans l'utilisation de la connaissance.<br />C'est sur ce postulat et sur cette même toile de fond que cette recherche est fondée.<br />Elle présente le management des connaissances, la culture et la veille informationnelle comme des outils qui permettent de mettre en avant des pistes nouvelles dans l'utilisation de la connaissance, ce qui nous permet de quitter les aspects strictement techniques, pour aller vers une utilisation plus conceptuelle du savoir.<br />Le problème se pose ici avec une acuité toute particulière, plus stratégique que strictement instrumentale car cette recherche met en valeur la nécessité pour les enseignants comme pour les étudiants d'acquérir des compétences informationnelles et par là même des compétences dans la maîtrise de l'usage de l'information devenue de plus en plus dense et diversifiée sur le réseau.<br /><br />La plateforme de veille et de partage de connaissances « Commun@utice » dont le fonctionnement est inspiré des pratiques de veille en entreprise selon une approche intégrée et continue tout au long du cheminement académique, ouvre ici le chemin du concept de veille informationnelle en éducation.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Cette thèse est une proposition pour la conception de comportements crédibles dans les simulations informatiques pour agents situés dans un environnement virtuel. Le comportement d'un agent se définit à partir de l'observation des actions qu'il exécute dans un environnement. Chaque action exécutée résulte d'un choix de l'agent parmi l'ensemble des actions qu'il peut effectuer. Le comportement se construit donc à partir des capacités de l'agent lui permettant de résoudre ses buts, le raisonnement, et d'un choix influencé par ses traits de caractère, l'individualité. Ma contribution consiste à définir des comportements qui sont composés de ces deux parties : le raisonnement et l'individualité. Cette thèse se concentre sur la proposition d'un mécanisme de sélection d'action pour la partie individualité du comportement. Ce mécanisme se base sur les notions de motivations et d'alternatives. Les motivations sont l'expression de traits du caractère de l'agent, elles influencent le choix de l'action à exécuter. Les alternatives sont les résolutions possibles calculées par la partie raisonnement du comportement. Le mécanisme de sélection d'action s'appuie sur les alternatives pour déterminer, à l'aide des motivations, la meilleure action à exécuter à chaque instant. Les motivations influençant le comportement de l'agent sont définies indépendamment du contexte d'application permettant leur réutilisation pour d'autres agents et d'autres simulations. Ma contribution vise également à apporter un enrichissement au projet CoCoA par l'apport d'un mécanisme de sélection d'action concret basé sur les motivations ainsi que la réalisation d'un atelier de conception de comportement.