Commande décentralisée des systèmes multi-agents sous contraintes

Les Systèmes Multi-Agents (SMA) sont composés d’un ensemble d’agents interagissant entre eux et avec leur environnement, à travers un réseau de communication, un agent étant vu comme un système dynamique autonome. D’un point de vue formel, chaque agent est modélisé par un ensemble d’équations différentielles dont les entrées sont fonction de l’état de l’agent ainsi que de celui de ses voisins. Le réseau d’interconnexions, associé aux communication entre agents, est quant à lui modélisé à l’aide d’un graphe.

L’analyse et la commande décentralisée des SMA ont reçu de plus en plus d’attention ces dernières années en raison de leurs applications nombreuses et variées, allant de l’étude de la dynamique d’opinions dans les réseaux sociaux,le marketing viral et l'évolution des épidémies à la commande des flottes robotiques, des véhicules autonomes et smart grids  en passant par le calcul distribué et les réseaux des capteurs. Ils sont notamment utilisés pour la flexibilité et l’adaptabilité données par la structure d’une commande décentralisée en sachant que les objectifs à atteindre peuvent être très complexes. La synthèse d’une commande centralisée considérant l’ensemble des agents comme un seul système nécessiterait une connaissance fine de toutes les interactions éventuellement dynamiques entre ces agents. En revanche, l’approche SMA demande juste que chaque agent partage ses informations avec ses voisins (qui peuvent varier au cours du temps) pour atteindre un objectif commun sans qu’il n’y ait pour autant une centralisation de l’information et de l’objectif. Les performances de cette approche distribuée et collaborative sont néanmoins tributaires de la qualité des informations échangées entre les agents.

L'enjeu soulevé concerne notamment la prise en compte des contraintes de communication lors de la conception d’un contrôleur décentralisée. En effet, la performance est directement impactée par l’échantillonnage, possiblement variable, dans le temps, des informations échangées entre agents. Il s'agira donc de considérer d'une part cette contrainte dans la synthèse de la commande et d'autre part lui associer d’autres contraintes telles que les contraintes de non collision, de connectivité, de saturation des entrées, les éventuelles fautes, les retards, les contraintes environnementales (etc.) .

À cette fin, cette action visant à rassembler les chercheurs en automatique intéressés par les questions de commande décentralisée des systèmes multi-agents sous contraintes est donc proposée par cette action du GDR.