We study games on graphs, where a coalition of agents work against an adversarial nature to achieve an objective. The agents have to collaborate while making their moves simultaneously, while receiving differing information about the state of the game and without a means of agent-to-agent communication. Before the game starts the coalition agrees on a strategy profile, where each agent is provided with a strategy which it acts in accordance to. The challenge of finding a winning strategy profile, wherein the coalition achieves their objective regardless of any influence from the adversarial nature, is called the strategy synthesis problem. For games with coalitions consisting of more than one agent, the general case of the synthesis problem is undecidable. We formalize an abstraction construction of a game where a subset of agents with predetermined strategies are abstracted into the adversarial nature of another game, for the purpose of reducing the size of the coalition of agents and in turn reduce the complexity of the strategy synthesis problem. We then prove that any winning strategy profile in the new game with fewer agents is also winning in the original game when combined with the predetermined strategies. The most interesting case is reducing a game with a coalition of two agents into a game with a single agent, since the strategy synthesis problem is decidable for games with a single agent. This allows us to test the predetermined strategy of the abstracted agent to see if it is possible to create a winning strategy profile using it. If it is not possible then we can try a different strategy. This enables an iterative approach for solving the strategy synthesis problem instead of a deductive one. / I rapporten studeras spel på grafer där ett lag av agenter samarbetar mot en fientlig omvärld för att uppnå ett mål. Agenterna måste samarbeta och göra sina drag på samma gång trots att de inte kan kommunicera med varandra och att de har olika perspektiv på lagets situation. För att lyckas med detta kommer laget överens om en gemensam strategi som består av en specifik strategi för varje individuell agent. Utmaningen att hitta en vinnande gemensam strategi för laget kallas strategisyntesproblemet och är oavgörbart i det allmänna fallet, det finns bevisat ingen algoritm som löser problemet. Vi formaliserar en abstraktionskonstruktion som tar ett spel där en delmängd av agenterna har blivit tilldelade en strategi för att sedan abstrahera de agenterna in i omvärlden i ett annat spel. Tanken är att i-och-med att agenterna redan har strategier vet vi hur de kommer agera och därmed kan vi se dem som en förutsägbar variabel i det nya spelet vi konstruerar. I det nya spelet har vi då färre agenter att skapa strategier för vilket minskar komplexiteten av strategisyntesproblemet. Vi bevisar också att en vinnande gemensam strategi i det nya spelet kan användas tillsammans med de förbestämda strategierna för att vinna det originella spelet. Det mest intressanta fallet för rapporten är om det originella spelet har två agenter i laget, då det finns algoritmer för att lösa strategisyntesproblemet för ensamma agenter. När en agent abstraheras bort och ett spel med en agent kvarstår betyder det att dessa algoritmer kan appliceras. Om en vinnande strategi hittas har problemet lösts, om inte kan man utesluta de förbestämda strategin som den abstraherade agenten använde. Det möjliggör en iterativ testning och uteslutning av strategier som inte funnits tidigare.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-343345 |
| Date | January 2023 |
| Creators | Malmström, Oskar |
| Publisher | KTH, Skolan för elektroteknik och datavetenskap (EECS) |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-EECS-EX ; 2023:857 |
Page generated in 0.003 seconds