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I. M., Christian Lange, U. P.
Rescue team simulation
Multiagentensystem
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Gliederung
1) Aufgabe Agenten Unterschiede/Funktion
2) Umsetzung3) Entity-Package4) Control-Package5) GUI-Package
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Gliederung
5) (No)CollisionNoCoordination Agenten
6) search-Algorithmus7) (No)CollisionCoordination Agenten8) Erweiterungen, Verbesserungen9) Programmvorstellung10) Ergebnisse der Simulation
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Aufgabe MAS zum Retten von Unfallopfern Survivor
Verschlechtert seinen Gesundheitszustand mit einer Wahrscheinlichkeit von 60% je Zeiteinheit
Ausgangsgesundheit globaler Parameter Agent
Random NoCollisionNoCoordination CollisionNoCoordination NoCollisionCoordination CollisionCoordination
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Agenten RandomRandom
Bewegen sich zufällig Strafversetzung beim Kollidieren mit
anderen Agenten Survivor gerettet durch Betreten des
Feldes
AA S
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Agenten NoCollisionNoCoordination / NoCollisionNoCoordination /
CollisionNoCoordinationCollisionNoCoordination Bewegen sich mittels intelligente
Algorithmen Kollisionen
Vermeiden Strafversetzung
Survivor werden gerettet durch Betreten des Survivor-Feldes
AA S
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Agenten NoCollisionCoordination / NoCollisionCoordination /
CollisionCoordinationCollisionCoordination Bewegen sich mittels intelligente
Algorithmen Kollisionen
Vermeiden Strafversetzung
Rettet den Survivor durch Umkreisen dieses
A A
A S
A A
A A A
A S A
A A A
A A A
S A
A A
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Aufgabe Einstellungen
Anzahl der Agenten Anzahl der Survivor Größe des Feldes Episoden
Eine Episode beendet, wenn alle Survivor gerettet worden sind
StatistikStatistik Durchschnittliche Rettungszeit Durchschnittliche gerettete Survivor je
Agentenart
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Umsetzung Erarbeiten der Agentenfunktionalität Recherche nach ähnlichen Projekten
Sehr komplexe Algorithmen Klassendiagramm erstellt
- Implementierung des Simulators
Aufgabenverteilung
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Aufgabenverteilung
I. M.I. M. U. P.U. P. Christian Christian LangeLange
Erstellen des CollisionManagerErstellen der NoCollisionNoCoordination/ CollisionNoCoordination AgentenImplementieren der abstracten Agenten, Teams
Team Agenten (NoCollisionCoordination/ CollisionCoordination Agenten)Erweiterung Rescued Manager
Grafische Darstellung der Welt und der AgentenGrafische Auswertung der ErgebnisseImplementieren der abstracten Agenten, Welt, Surviors, Random Agenten, Rescued Manager
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Entwicklungsumgebung Java 1.5 Update 9
Plattformunabhängig Eclipse 3.2.1
Freeware Bibliotheken
JFreeChart
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Entity-Package
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World Klasse, welche die Welt repräsentiert
kapselt Teams und Survivor Enthält das „Spielfeld“
Field-Objekte Was befindet sich auf dem Feld? Was ist der Zustand des Feldes?
explored?
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Team
Ein Team für jede Agentenart Enthält die Agenten Besitzt die „TeamWorld“ Steuert Agenten und gibt Anweisungen
des Systems weiter Stellt globale Teamvariablen bereit Kommunikation innerhalb des Teams Teams konkurrieren
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Agent & Survivor Agent
ID Aktuelle Position Zielpositon nearestSurvivor
Survivor ID Gesundheitszustand rescued
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Control-Package
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Control-Klassen „RescueSystem“
steuert den Ablauf in einem Zeitschritt & in den Episoden
ruft die Manager auf Manager
„CollisionManager“ Prüft, ob Kollisionen und löst diese
„RescuedManager“ Prüft, ob Survivors gerettet wurden
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„RescueSystem“ steuert den Ablauf
Nachricht an die Teams Agenten „sollen sich umschauen“ & ihre „Wunschposition“
Aufruf „CollisionManager“ Nachricht an die Teams
Agenten auf nächste Position updaten der World/TeamWorld
Felder setzen (durch Teams) „RescuedManager“ Gesundheitszustand der Survivors verändern GUI neu zeichnen
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GUI-Package
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GUI Swing JMenuBar JToolBar JTabbedPane JPanel
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Einstellungen Anzahl der Agenten Sichtweite Wahrscheinlichkeit Gesundheitszustand Anzahl der Survivor Anzahl der Episode und die Pausenzeit
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Statistiken 3 Arten Implementiert
Ø gerettete Survivors je Agent pro Episode je Team pro Episode
Ø Zeit für das Retten eines Survivors Exportieren und Drucken der
Diagramme
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Ines Moosdorf, Christian Lange, Ulrike Plötner
(No)CollisionNoCoordinationAgent
I. M.
AA S
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Einleitung
NoCollisionNoCoordination &CollisionNoCoordination
Beide gleiche Art, um Survivor zu befreien
haben beide gleiche Algorithmen Unterschied nur bei Kollisionskonfliktlösen Sind keine Individualisten, sondern
kommunizieren
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Ablauf Agent
Sensorik
Überlegung
Aktorik
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Sensorik
Agent: lookAround()
schaut sich x Kästchen weit um trägt Entdeckungen in TeamWorld ein
![Page 27: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/27.jpg)
Überlegung
Team: findDestinations() kürzeste Wege für alle Agenten zu
allen Survivors ermittelt Utilities übergibt diese Daten dem Agenten
Agent: berechnet daraus „Expected Utilities“und bestimmt damit seinen optimalen Survivor
![Page 28: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/28.jpg)
Berechnung „Expected Utility“
= Probability x UtilityP.. ProbabilityS.. Summe aller kürzesten Wege eines Agentenk.. Kürzester Weg zum aktuellen Survivor
Utility.. Kehrwert des Gesundheitszustand des
Survivors
S
kSP
health
1
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Kommunikation zwischen den Agenten wird vom Team angestoßen klären, wer welchen Survivor bekommt für jeden Survivor ein Agent (s=a) wenn weniger Survivor als Agenten
die besten laufen zu den Survivors & die restlichen durchsuchen andere Felder (search())
wenn noch kein Survivor Agent ruft search()-Methode auf
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Kommunikation zwischen den Agenten - Details
![Page 31: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/31.jpg)
Nächster Schritt Agenten, die einen Survivor
festzugeordnet bekommen haben: Nächste Position: Feld, welches näher
am Survivor dran ist als ihr aktuelles Feld
Agenten, die keinen Survivor haben: search()-Algorithmus:
solange in eine Richtung gerade aus laufen, bis sie gegen eine Wand laufen
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Kollisionsprüfung
CollisionManager Control-Klasse solveCollisions()
![Page 33: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/33.jpg)
Aktorik Team: moveAllAgents()
Ruft move() der Agenten auf ändert Status der Felder in der
TeamWorld und in der „echten“ Welt Änderung in der Umgebung
Agent: move() Gewünschte Position wird zur
aktuellen Position Änderung im Agenten
![Page 34: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/34.jpg)
TODO – (No)CollisionNoCoordination
search()-Algorithmus nicht optimal NoCollision-Agenten
Kollisionsalgorithmus
![Page 35: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/35.jpg)
Ines Moosdorf, Christian Lange, Ulrike Plötner
(No)CollisionCoordinationAgent
U. P.
A A
A S
A A
A A A
A S A
A A A
A A A
S A
A A
![Page 36: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/36.jpg)
Ablauf
lookAround
findDestinations
move
![Page 37: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/37.jpg)
findDestination
findDestination
search
if no survivor found
else
coordinateRescue
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search
definiere geradeaus
laufe geradeaus
while possible
not possible
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Grundgedanken
Einteilung der Agenten in Rettungsteams
ANIM – AgentsNotInMission SNIM – SurvivorsNotInMission SIM – SurvivorsInMission
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findDestinations()
findDestinations() {
checkDisappearedSurvivors();
checkNewSurvivors();
coordinateRescue();
}
![Page 41: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/41.jpg)
coordinateRescue()
SIM: calcNextPositionRescueTeam() Bildung der Rettungsteams aus ANIM
wenn es SNIM gibt: calcAgentsForRescue() calcShortestWays() putPrioritySurviovrInMission()
![Page 42: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/42.jpg)
Erweiterungen
CollisionManager Sichtweite der Agenten
momentan können sie hinter Mauern sehen
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Erweiterungen
![Page 44: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/44.jpg)
Verbesserungen
search-Algorithmus Coordination-Agents:
flexiblere Teams prioritySurvivor
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Programmvorstellung
![Page 46: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/46.jpg)
Ergebnisse der Simulation
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Ergebnisse der Simulation
![Page 48: I. M., Christian Lange, U. P. Rescue team simulation Multiagentensystem](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022062623/55204d7e49795902118ce952/html5/thumbnails/48.jpg)
Ergebnisse der Simulation Größe 30x30 2 RandomAgents 1 CollisionNoCoordinationAgent 3 CollisionCoordinationAgent Sichtweite 2 Survivors 30 Episoden 10
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