Résumé Thèse Yoann Kubera


Les simulations multi-agents permettent de reproduire un phénomène en modélisant intuitivement son fonctionnement au niveau microscopique. Ce fonctionnement est décrit par le comportement d'entités autonomes qui agissent dans un environnement commun. Toutefois, les approches actuelles restreignent les interactions à des effets de bord ou ne fournissent aucune méthodologie réifiant la notion d'interaction. La conception de simulations contenant un grand nombre d'agents interagissant de manière variée s'en trouve complexifiée.
Nous soutenons que pour faciliter la conception des simulations, il est préférable de considérer que toute entité est concrétisée par un agent et tout comportement par une interaction. Le moteur de simulation doit de plus être clairement séparé des agents et interactions, de sorte que tout le système multi-agents soit régi par le même algorithme de simulation. Une telle approche procure de nombreux avantages tels que l'automatisation de l'implémentation, la réutilisabilité des interactions ou la conception graduelle du modèle du phénomène.
En nous fondant sur ces principes, nous avons développé une approche centrée sur les interactions (IODA) composée d'une pyramide d'outils : un modèle formel décrivant agents et interactions, un ensemble d'algorithmes de simulation unifiant le traitement de l'activité des agents et de la sélection d'actions et une méthodologie permettant de spécifier graduellement un modèle. Nous confirmons la faisabilité de cette approche par une plateforme de simulation paramétrable (JEDI) fidèle au modèle formel et un environnement de développement intégré (JEDI-Builder) qui automatise le passage du modèle IODA au code JEDI.
Nous montrons ainsi que la concrétisation logicielle des interactions a conduit à une unification du concept d'agent et à une simplification du processus de conception de simulations.
Le changement de perspective induit par notre approche centrée sur les interactions permet d'étudier les problèmes de simulation sous un angle nouveau. Nous nous sommes appuyés sur IODA, JEDI et JEDI-Builder pour explorer des problématiques inhérentes à la simulation informatique, mais n'apparaissant pas explicitement dans les approches existantes, ou y étant traitées de manière non satisfaisante. Ces études ont abouti à l'identification de principes permettant d'étendre IODA et d'y intégrer des outils méthodologiques facilitant la conception de certaines catégories de simulations. Nous définissons ainsi une approche basée sur le principe d'extensions méthodologiques, reposant sur un coeur générique décrit dans la partie précédente, pouvant être complexifié par une ou plusieurs extensions lorsque la complexité du phénomène simulé le nécessite.