Dissertations / Theses: 'Agents et systèmes autonomes'

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Soyez, Jean-Baptiste. "Conception et modélisation de systèmes de systèmes : une approche multi-agents multi-niveaux." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10184/document.

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Abstract:

La problématique générale de cette thèse, qui s'inscrit dans le contexte du projet européen InTraDE (Intelligent Transportation for Dynamic Environment), concerne la modélisation de systèmes de systèmes (SdS). Un SdS est un système composé d'une hiérarchie de systèmes autonomes présents à différents niveaux de représentation. Cette thèse répond au besoin d'outils de modélisation généralistes respectant les caractéristiques fondamentales des SdS, en proposant un formalisme multi-agents mullti-niveaux et les algorithmes qui assurent le respect de ces caractéristiques. L'utilisation d'un modèle multi-agents permet de profiter de l'autonomie naturelle des agents et l'aspect multi-niveaux de notre modèle permet aux entités modélisées de raisonner à propos de l'organisation hiérarchique du système en leur offrant la notion explicite de niveau. En plus de la modélisation des systèmes complexes, cette thèse aborde les problèmatique liées à leur simulation, en particulier, le fait que les ressources informatiques (mémoire et microprocesseur utilisés) nécessaires pour simuler avec précision de tels systèmes sont particulièrement importantes. Nous proposons ainsi une méthodologie pour tirer partie de la capacité des simulations multi-niveaux à produire un compromis entre la précision de la simulation et les ressources informatiques utilisées
The main problematic of this thesis, which takes place in the context of the european project InTraDE (Intelligent Transportation for Dynamic Environment), deals with the modeling of systems of systems (SoS). A SoS is a system composed of a hierarchy of autonomous systems present in several representation levels. This thesis answers the need of generic modeling tools respecting the fundamental characteristics of SoS, proposing a multi-level multi-agent formalism and algorithms wich insure their respect. The use of a multi-agent model allows to take advantage of the natural autonomy of agents and the multi-level aspect of our model permits to modeled entities to reason about the organisational hierarchy of the system, carrying the explicit notion of level. Besides the modeling of complex systems, this thesis also deals with the problematic related to their simulations, particularly, the fact that computer resources (used memory and microchips) needed to simulate with precision such systems are truly important. We propose a methodology to benefit from the muli-level simulations capacity to produce compromise between the simulation precision and the used computer resources

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Elimadi, Manal. "Modélisation et la simulation à base d'agents : Affectation dynamique des véhicules autonomes et connectés." Electronic Thesis or Diss., Bourgogne Franche-Comté, 2023. http://www.theses.fr/2023UBFCA028.

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Abstract:

Le problème de l'affectation du trafic consiste à déterminer les itinéraires empruntés par les usagers d'une infrastructure de transport. Ce problème a fait l'objet de nombreuses études, en particulier dans le contexte de l'analyse des scénarios de développement des infrastructures routières et des stratégies tarifaires. Sa formulation repose principalement sur le principe de l'équilibre de Wardrop, où les itinéraires sont définis de manière que les utilisateurs n'aient aucun intérêt à modifier leurs trajets. En l'absence d'une politique tarifaire, cet équilibre garantit l'équité des temps de trajet entre chaque paire origine-destination. Cependant, il entraîne un coût social car l’équité ne garantit pas une utilisation optimale du réseau.L'évolution des systèmes de transport intelligents, ainsi que l'avènement des véhicules autonomes et connectés, présentent de nouveaux défis pour les approches actuelles de résolution du problème d'affectation du trafic. Ces approches reposent sur plusieurs itérations de simulation pour estimer les temps de trajet et ajuster les itinéraires en suivant la descente du gradient. Cependant, ces méthodes présentent deux limitations majeures. D'une part, elles ne permettent pas de générer en temps réel des itinéraires équilibrés. D'autre part, elles ne tiennent pas compte de la capacité des véhicules autonomes et connectés à acquérir des informations précises sur les conditions de circulation. Les travaux de cette thèse visent à aborder ces deux limites des approches actuelles. L'objectif est de définir les interactions entre les divers systèmes intelligents du trafic, afin de développer une approche capable de tirer parti des informations pertinentes pour générer en temps réel des itinéraires à la fois équitables et efficaces. Pour atteindre cet objectif, il est essentiel d'utiliser la modélisation et la simulation du trafic à base d’agents.Les premiers systèmes multi-agents proposés de cette thèse sont inspirés des différentes hypothèses d'affectation du trafic de la littérature. Toutefois, les résultats obtenus ont montré quelques lacunes. Il est apparu que la connaissance précise des temps de trajet dépend principalement de la gestion des conflits aux nœuds du réseau. En conséquence, cette thèse propose une nouvelle approche basée sur la réservation multi-agent des intersections. Cette approche permet d’affecter dynamiquement la demande des véhicules autonomes et connectés. Les résultats montrent qu'il est possible de garantir l'équité des trajets fournis en temps-réel tout en améliorant significativement l’efficacité du trafic
The problem of traffic assignment consists of determining the routes taken by users of a transportation infrastructure. This problem has been the subject of numerous studies, particularly in the context of analyzing scenarios for the development of road infrastructure and pricing strategies. Its formulation is primarily based on the principle of Wardrop equilibrium, where routes are defined in such a way that users have no incentive to change their paths. In the absence of pricing policies, this equilibrium ensures fairness in travel times between each origin-destination pair. However, it results in a social cost because fairness does not necessarily allow for optimal use of the network.The evolution of intelligent transportation systems, as well as the emergence of connected and autonomous vehicles, present new challenges to current approaches for solving the traffic assignment problem. These approaches rely on several simulation iterations to estimate travel times and adjust vehicle routes following gradient descent. However, these methods have two major limitations. Firstly, they do not enable real-time generation of balanced routes. Secondly, they do not take into account the ability of connected and autonomous vehicles to acquire precise information about traffic conditions. The work of this thesis aims to address these two limitations of current approaches. The goal is to define the interactions between various intelligent transportation systems, capable of leveraging relevant information to generate real-time routes that are both equitable and efficient. To achieve this objective, the thesis uses agent-based traffic modeling and simulation.The initial multi-agent systems proposed in this thesis draw inspiration from various traffic assignment assumptions in the literature. However, the results obtained revealed some shortcomings. Simulations show that the precise knowledge of travel times primarily depends on managing conflicts at network nodes. As a result, this thesis proposes a new approach based on multi-agent reservation of intersections. This approach dynamically assigns itineraries for autonomous and connected vehicles. The results show that it is possible to compute fair routes in real-time while significantly improving traffic efficiency

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Vizuete, Haro Renato Sebastian. "Contributions to open multi-agent systems : consensus, optimization and epidemics." Electronic Thesis or Diss., université Paris-Saclay, 2022. http://www.theses.fr/2022UPAST114.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous abordons différents problèmes formulés dans un scénario de système multi-agents ouvert (OMAS) où l'ensemble des agents peut changer dans le temps, indépendamment de l'évolution de la dynamique associée au système. Nous considérons des OMAS formulés à l'aide d'un réseau fixe de taille finie, et utilisons deux approches distinctes pour les analyser. Dans la première approche, nous considérons des scénarios caractérisés par l'activation et la désactivation d'agents, de sorte qu'à chaque instant un sous-ensemble différent d'agents actifs peut interagir dans le système. Dans la deuxième approche, nous étudions des scénarios caractérisés par des remplacements d'agents où, à un instant donné, un agent peut être remplacé alors que les autres ne changent pas. Dans ce cas, tous les agents peuvent interagir à tout moment.Trois problèmes différents sont considérés dans cette thèse : le consensus randomisé, le problème d'allocation des ressources et les épidémies. Premièrement, nous analysons le problème du consensus randomisé soumis à un bruit additif où différents sous-ensembles d'agents échangent des informations à chaque itération. Nous définissons un indice de bruit basé sur l'erreur quadratique moyenne attendue et nous dérivons des bornes supérieures. Ensuite, nous considérons le problème d'allocation de ressources où les agents peuvent être remplacés lors de l'implémentation d'un algorithme d'optimisation. Pour ce problème d'optimisation, nous analysons deux algorithmes différents : la descente de gradient pondérée (weighted gradient descent) et la descente de coordonnées aléatoires (random coordinate descent). Pour la descente de gradient pondérée, nous évaluons les performances de l'algorithme dans un OMAS soumis à des pertes de paquets en définissant des métriques de performances appropriées. Pour l'algorithme de descente de coordonnées aléatoires, nous étudions la convergence vers le minimiseur dans un OMAS et nous proposons une analyse alternative à l'aide d'outils inspirés de l'optimisation en ligne. Enfin, nous étudions une épidémie SIS en temps continu sujette à des remplacements d'agents lors de sa propagation. Nous effectuons l'analyse en utilisant une fonction d'agrégation et en dérivant des bornes supérieures pour son comportement asymptotique
In this thesis we address several problems formulated in an open multi-agent system (OMAS) scenario where the set of agents can change in time, independently of the evolution of the dynamics associated with the system. We analyze the case of OMAS formulated in a fixed finite size network and we use two approaches for the analysis of the systems. In the first approach we consider scenarios characterized by activation/deactivation of agents such that at each time instant a different subset of active agents can interact in the system. In the second approach we study scenarios characterized by replacements of agents where at a specific time instant, an agent can be replaced while the rest of the agents remain the same. In this case, all the agents are able to interact at all time.Three different problems are considered in this thesis: randomized consensus, resource allocation problem and epidemics. First, we analyze the problem of randomized consensus subject to additive noise where different subset of agents exchange information at each iteration. We define a noise index based on the expected mean squared error and we derive upper bounds. Then, we consider the resource allocation problem where agents can be replaced during the implementation of an optimization algorithm. For this problem, we analyze two different algorithms: weighted gradient descent and random coordinate descent. For the weighted gradient descent, we evaluate the performance of the algorithm in an OMAS subject to packet losses by defining appropriate performance metrics. For the random coordinate descent algorithm, we study the convergence to the minimizer in an OMAS and we provide an alternative analysis using tools inspired from online optimization. Finally, we study a SIS epidemic in continuous time subject to replacements of agents during the evolution of the disease. We perform the analysis using an aggregate function and deriving upper bounds for its asymptotic behavior

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Potiron, Katia. "Systèmes multi-agents et tolérance aux fautes : conséquences de l'autonomie des agents." Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066656.

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Abstract:

Les systèmes informatiques sont composés d'entités de plus en plus nombreuses et complexes. La centralisation de leurs décisions et de leur surveillance devient difficile, rendant plus complexe la garantie de la sûreté de fonctionnement. Dans ce cadre, il est envisagé de rendre les entités constituant le système plus autonomes et adaptables. Cependant, les applications de grande envergure dans le domaine de l'autonomie restent compliquées à mettre en place et souffrent d'un manque de confiance. Ces constatations nous ont menés vers les Systèmes Multi-Agents (SMA) qui s'intéressent aux problèmes d'autonomie et de contrôle décentralisé. Dans des systèmes informatiques traditionnels, le manque de confiance est traité à travers l'utilisation de divers techniques dont la tolérance aux fautes qui regroupe des moyens d'obtenir un système remplissant sa fonction en présence de fautes. L'application de ces techniques aux systèmes autonomes n'est cependant pas triviale. Et cette thèse a pour but de cerner les difficultés et apports introduits par l'autonomie des agents. Elle propose, de plus, d'étudier l'apport et la transposition des techniques de tolérance aux fautes des systèmes répartis aux SMA. Cette transposition est compliquée par les spécificités des SMA et les techniques de tolérance aux fautes classiques s'avèrent d'une aide limitée pour prendre en compte l'autonomie des agents.

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Lelerre, Mathieu. "Processus Décisionnels de Markov pour l'autonomie ajustable et l'interaction hétérogène entre engins autonomes et pilotés." Thesis, Normandie, 2018. http://www.theses.fr/2018NORMC246/document.

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Abstract:

Les robots vont être de plus en plus utilisés dans les domaines civils, comme dans le domaine militaire. Ces robots, opérant en flottes, peuvent accompagner des soldats au combat, ou accomplir une mission en étant supervisés par un poste de contrôle. Du fait des exigences d'une opération militaire, il est difficile de laisser les robots décider de leurs actions sans accord d'un opérateur ou surveillance, en fonction de la situation. Dans cette thèse, nous nous attardons sur deux problématiques:D'une part, nous cherchons à exploiter l'autonomie ajustable de sorte à ce qu'un robot puisse accomplir sa mission de la manière la plus efficace possible, tout en respectant des restrictions assignées par un opérateur sur son niveau d'autonomie. Pour cela, celui-ci est en mesure de définir pour un ensemble d'états et d'actions donné un niveau de restriction. Ce niveau peut par exemple imposer au robot la télé-opération pour accéder à une zone à risque.D'autre part, comme nous envisageons la possibilité que plusieurs robots soient déployés en même temps, ces robots doivent se coordonner pour accomplir leurs objectifs. Seulement, comme les opérateurs peuvent prendre le contrôle de certains d'entre eux, la question de la coordination se pose. En effet, l'opérateur ayant ses propres préférences, perception de l'environnement, connaissances et étant sujet aux stress, hésitations, il est difficile de prévoir les actions que celui-ci va effectuer, et donc de s'y coordonner. Nous proposerons dans cette thèse une approche visant à estimer la politique exécutée par un robot télé-opéré à partir d'apprentissage basé sur les actions observés de ce robot.La notion de planification est très présente dans ces travaux. Ceux-ci se baseront sur des modèles de planifications comme les Processus Décisionnels de Markov
Robots will be more and more used in both civil and military fields. These robots, operating in fleet, can accompany soldiers in fight, or accomplish a mission while being supervised by a control center. Considering the requirement of a military operation, it is complicated to let robots decide their action without an operator agreement or watch, in function of the situation.In this thesis, we focus on two problematics:First, we try to exploit adjustable autonomy to make a robot accomplishes is mission as efficiency as possible, while he respects restrictions, assigned by an operator, on his autonomy level. For this, it is able to define for given sets of states and actions a restriction level. This restriction can force, for example, the need of being tele-operated to access a dangerous zone.Secondly, we consider that several robots can be deployed at the same time. These robots have to coordinate to accomplish their objectives. However, since operators can take the control of some robots, the coordination is harder. In fact, the operator has preferences, perception, hesitation, stress that are not modeled by the agent. It is then hard to estimate his next actions, so to coordinate with him. We propose in this thesis an approach to estimate the policy executed by a tele-operated robot from learning methods, based on observed actions from this robot.The notion of planning his important in these works. These are based on planning models, such as Markov Decision Processes

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Seppecher, Pascal. "Modélisation multi-agents d'une économie monétaire de production : un système dynamique et complexe d'interactions réelles et monétaires entre des agents multiples, hétérogènes, autonomes et concurrents." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00693151.

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Abstract:

Nous présentons un modèle numérique d'économie de marché décentralisée, fonctionnant hors de l'équilibre, composée de deux grands groupes d'agents (entreprises et ménages) auxquels sont respectivement associées deux fonctions économiques principales (production et consommation). Ces fonctions s'exercent dans le respect des règles des économies capitalistes (propriété privée des moyens de production, échanges monétaires, salariat). Les agents sont des individus en interaction directe et indirecte (et non des agents représentatifs ou des agrégats), chacun poursuivant son propre but, agissant en fonction de son état individuel et de l'environnement proche, sans se préoccuper du tout de l'équilibre général du système et sans contrôle supérieur (ni de la part d'un planificateur, ni d'un commissaire-priseur). Le modèle respecte les trois principes essentiels des économies monétaires: - le processus de production prend du temps et les entreprises ont besoin de crédit pour lancer ce processus; - la monnaie est endogène, elle est créée par le crédit bancaire à la production; - les entreprises sont guidées par le motif de profit et ce profit est monétaire. Implémenté en Java, le modèle se présente comme un laboratoire virtuel permettant de conduire de véritables expériences "in silico". Les interactions réelles et monétaires entre les agents (multiples, hétérogènes, autonomes et concurrents) forment un système dynamique et complexe dont les propriétés macroéconomiques ne sont pas postulées. Nous reconstruisons ainsi les conditions de l'émergence de comportements macroéconomiques inobservables dans les modèles basés sur les notions d'agent représentatif et d'équilibre général.

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Tlig, Mohamed. "Coordination locale et optimisation distribuée du trafic de véhicules autonomes dans un réseau routier." Thesis, Université de Lorraine, 2015. http://www.theses.fr/2015LORR0049/document.

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Abstract:

Dans le cadre de cette thèse, nous nous intéressons à la coordination et l'optimisation du trafic aux intersections des réseaux routiers, avec la particularité de considérer des véhicules autonomes intelligents. Cette thèse est organisée en deux grandes parties. La première se concentre sur le problème du partage d'un espace de voie par deux files de véhicules évoluant en sens opposés. L'état de l'art montre le peu de travaux abordant cette question. Nous explorons deux approches par coordination réactive, en relation avec un critère de minimisation des retards. Les performances de ces approches ont été mesurées statistiquement en simulation. La deuxième partie de la thèse s'attaque au problème générique de la gestion du trafic au sein d'un réseau routier. Nous développons une approche originale à deux égards: d'une part elle explore un principe de passage en alternance des flux permettant de ne pas arrêter les véhicules aux intersections, et d'autre part, elle propose des algorithmes d'optimisationdistribuée de ce passage alterné au niveau de chaque intersection et au niveau du réseau global. La thèse présente successivement les choix de modélisation, les algorithmes et l'étude en simulation de leurs performances comparées à desapproches existantes
In this thesis, we focus on traffic coordination and optimization in road intersections, while accounting for intelligent autonomous vehicles. This thesis is organized in two parts. The first part focuses on the problem of sharing a one-lane road between two opposite flows of vehicles. The state of the art shows few studies addressing this issue. We propose two reactive coordination approaches that minimize vehicle delays and measure their performances statistically through simulations. The second part of the thesis addresses the problem of generic traffic management in a traffic network. We develop a stop-free approach that explores a principle alternating vehicles between flows at intersections, and it provides distributed algorithms optimizing this alternation at each intersection and in the overall network. We present the modeling choices, the algorithms and the simulation study of our approach and we compare its performances with existing approaches

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Romito, Benoit. "Stockage décentralisé adaptatif : autonomie et mobilité des données dans les réseaux pair-à-pair." Caen, 2012. http://www.theses.fr/2012CAEN2072.

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Abstract:

We study a new approach for decentralized data storage in peer-to-peer networks. In this approach, the responsibility of data management is transferred from the peers to the documents. It means that documents are not passive data sets anymore but become autonomous and responsible for their own durability. Thanks to a multi-agent system modeling and bio-inspired algorithms, we transform each document into a mobile agents flock able to move into the network. Firstly, we assess the feasibility of this approach with several experiments done on a prototype deployed in a real peer-to-peer network. We note that, given some hypothesis, our motion algorithms are sound. We also note that, topological relationships between the agents are enough for the emergence of a global flocking behavior. Secondly, we focus on mechanisms required to ensure flocks durability. We note that those flocks are self-adaptive and that, this property can be used to find the accurate fragmentation parameters, given a network instance and a required level of availability. Finaly, we study this self-adaptation property in the context of correlated failures. We propose and we analyze a decentralized flock placement algorithm aimed at reducing the correlated failures impact on data storage systems.

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DELAYE, CLAUDE. "Structures et organisations des systemes multi-agents autonomes et adaptatifs." Paris 6, 1993. http://www.theses.fr/1993PA066538.

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Abstract:

Le but de cette these est l'etude et la conception de systemes multi-agents autonomes auto-organises. Elle comprend donc une introduction aux concepts cles que sont l'emergence, l'adaptation et l'autonomie dans le contexte des organismes artificiels. La premiere partie concerne les capacites individuelles de l'agent, tout d'abord sa faculte a creer sa propre distinction par rapport a son environnement, puis les choix d'implementation concernant ses structures de perception, d'action et de deliberation. Une implementation modulaire de l'agent est proposee afin de permettre la generation de nouvelles formes d'agents par juxtaposition d'elements simples. Plusieurs solutions permettant d'implementer une architecture comportementale adaptative sont presentees: le modele des classifieurs, les systemes a regles de production et la programmation genetique. La seconde partie s'interesse aux interactions entre agents et en premier lieu comment on peut donner un sens purement utilitariste a la notion de cooperation. En donnant aux agents la possibilite de se dupliquer et de disparaitre, il est possible de concevoir les systemes multi-agents dans une perspective ecologique. Cette perspective permet de passer a la metaphore de l'ecosysteme appliquee a la resolution de problemes. La troisieme partie ajoute aux agents la possibilite d'interagir par des mecanismes phenotypiques afin d'obtenir des structures d'agents plus complexes allant jusqu'a la formation de super-agents. Une implementation de ces mecanismes est presentee sous forme d'agents membranaires. La quatrieme partie est consacree a la possibilite d'associer a chaque agent un code genetique et d'utiliser differents types de reproductions: darwinienne, lamarckienne ou mixte. Il est egalement possible de structurer le code genetique afin de faire emerger de nouvelles formes d'agents. Une implementation de la reproduction des organisations complexes utilisant un code genetique est alors presentee

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Legras, Francois. "Organisation dynamique d'équipes d'engins autonomes par écoute flottante." Phd thesis, Ecole nationale superieure de l'aeronautique et de l'espace, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00348828.

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Abstract:

Dans le domaine des systèmes multiagents (SMA), la communication est très souvent considérée selon une approche dyadique et abstraite assez rigide. Cette thèse fait l'hypothèse qu'en s'inspirant de la communication humaine, il est profitable d'utiliser le phénomène de l'écoute flottante dans des systèmes multiagents afin de donner souplesse et robustesse à leur structure.
Pour aller dans ce sens, nous proposons le modèle en étoile. Il permet aux membres d'un SMA d'utiliser l'écoute flottante pour se structurer en groupes centrés sur des leaders afin de s'adapter aux conditions de communication limitées et dynamiques dont ils disposent. Ce modèle fournit un cadre dans lequel les agents peuvent évoluer et assure que si leurs décisions respectent certaines contraintes (notamment de cohérence) ils pourront tirer parti de tous les messages qu'ils pourront recevoir (même s'ils ne leur sont pas destinés) afin de se forger les croyances les plus cohérentes possibles sur l'organisation de l'équipe et ainsi faciliter son activité.
D'une part, nous développons plusieurs éléments utiles pour exploiter ce modèle en étoile (langage à la sémantique définie formellement, mécanisme de mise à jour et algorithme associé). D'autre part, deux séries d'expérimentations (OTTO et LOTTO) nous permettent d'étudier le comportement du modèle face aux variations de divers paramètres.

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Torki, Samir. "Entités autonomes en environnements virtuels distribués." Toulouse 3, 2008. http://thesesups.ups-tlse.fr/389/.

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Abstract:

De plus en plus d'environnements virtuels distribués (EVD) intègrent des entités autonomes gérées par l'ordinateur afin de proposer des environnements densément peuplés. Néanmoins, ces EVD se basent essentiellement sur des entités aux comportements statiques peu sensibles aux limitations de la bande passante, à la perte de messages, à la latence ou à la gigue. Dans ce contexte, les travaux présentés portent sur la simulation d'entités autonomes adaptatives au sein d'EVD basés sur la High Level Architecture. Ils établissent d'abord certaines problématiques liées aux effets de la distribution sur l'émergence de comportements complexes. Une approche par zones de gestion est ensuite proposée afin de minimiser ces effets en réduisant le nombre d'interactions reposant sur des échanges par le réseau. Dans le cadre d'une réduction de ces échanges, les travaux réalisés ont également mené à la définition d'une optimisation de l'algorithme de dead reckoning par des systèmes de classeurs
For several years, distributed virtual environments (DVEs) have been increasingly popular in the form of online video games, training simulators or collaborative virtual environments. Nowadays, such applications often include computer simulated autonomous entities to provide densely populated virtual worlds. However, most current DVEs involve static behavioral models which are not much sensitive to bandwidth limitations, packet loss, latency or jitter. In this context, the first achievements presented deal with the simulation of autonomous adaptive entities in a High Level Architecture-based DVE. They raise some issues related to the effects of distribution on such entities' capabilities to make complex behaviors emerge. To minimize those drawbacks, an approach based on management areas is put forward to reduce the amount of interactions that rely on network communications. This document finally describes a mechanism designed to optimise the dead reckoning algorithm which goal is to reduce the amount of exchanged messages using entity state prediction

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Taton, Christophe. "Vers l’auto-optimisation dans les systèmes autonomes." Grenoble INPG, 2008. http://www.theses.fr/2008INPG0183.

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Abstract:

La complexité croissante des systèmes informatiques rend l'administration des systèmes de plus en plus fastidieuse. Une approche à ce problème vise à construire des systèmes autonomes capables de prendre en charge eux-mêmes leur administration et de réagir aux changements de leur état et de leur environnement. Dans le contexte actuel de l'énergie rare et chère, l'optimisation des systèmes informatiques est un domaine d'administration fondamental pour améliorer leurs performances et réduire leur empreinte énergétique. Gros consommateurs d'énergie, les systèmes actuels sont statiquement configurés et réagissent assez mal aux évolutions de leur environnement, et notamment aux variations des charges de travail auxquelles ils sont soumis. L'auto-optimisation offre une réponse prometteuse à ces différents besoins en dotant les systèmes de la faculté d'améliorer leurs performances de manière autonome. Cette thèse se consacre à l'étude des algorithmes et mécanismes permettant de mettre en œuvre des systèmes autonomes auto-optimisés. Nous étudions plus particulièrement les algorithmes d'auto-optimisation fondés sur l'approvisionnement dynamique des systèmes afin d'en améliorer les performances et de maximiser le rendement des ressources. Dans le cadre du prototype Jade, plate-forme d'administration autonome à base de composants, nous proposons des algorithmes qui améliorent au mieux les performances des systèmes administrés par des adaptations des systèmes en réponse à des variations progressives ou brutales des charges auxquelles ils sont soumis. Nous montrons l'efficacité de ces algorithmes sur des services Internet et des services à messages soumis à des charges variables. Enfin, dans le but de garantir des performances optimales, nous proposons également une politique d'optimisation qui repose sur une modélisation des systèmes administrés servant à l'élaboration de configurations optimales. Cette politique fait l'objet d'une évaluation sur un service de surveillance d'une infrastructure distribuée. L'implantation de politiques d'administration autonome fait apparaître un certain nombre de défis en induisant diverses contraintes : le système doit être capable d'adaptation dynamique, de s'observer et de se manipuler. En réponse à ces besoins, nous nous appuyons sur le langage Oz et sa plateforme distribuée Mozart pour implanter FructOz, un canevas spécialisé dans la construction et la manipulation de systèmes à architectures distribuées dynamiques complexes, et LactOz, une bibliothèque d'interrogation des architectures dynamiques. En combinant FructOz et LactOz, on montre comment implanter des systèmes dynamiques complexes impliquant des déploiements distribués avec un haut niveau de paramétrage et de synchronisation
The increasing complexity of computer systems makes their administration even more tedious and error-prone. A general approach to this problem consists in building autonomic systems that are able to manage themselves and to handle changes of their state and their environment. While energy becomes even more scarce and expensive, the optimization of computer systems is an essential management field to improve their performance and to reduce their energetic footprint. As huge energy consumers, current computer systems are usually statically configured and behave badly in response to changes of their environment, and especially to changes of their workload. Self-optimization appears as a promising approach to these problems as it endows these systems with the ability to improve their own performance in an autonomous manner. This thesis focuses on algorithms and techniques to implement self-optimized autonomic systems. We specifically study self-optimization algorithms that rely on dynamic system provisioning in order to improve their performance and their resources’ efficiency. In the context of the Jade prototype of a component-based autonomic management platform, we propose best-effort algorithms that improve the performance of the managed systems through dynamic adaptations of the systems in response to gradual or sudden changes of their workload. We show the efficiency of these algorithms on Internet services and on messages services submitted to changing workloads. Finally, in order to guarantee optimal performance, we propose an optimization policy relying on the modelling of the managed system so as to generate optimal configurations. This policy is evaluated on a monitoring service for distributed systems. The implementation of autonomic management policies raised a number of challenges: the system is required to support dynamic adaptions, to observe itself and to take actions on itself. We address these needs with the Oz programming language and its distributed platform Mozart to implement the FructOz framework dedicated to the construction and handling of complex dynamic and distributed architecture-based systems, and the LactOz library specialized in the querying and browsing of dynamic architectures. Combining FructOz and LactOz, we show how to build complex dynamic systems involving distributed deployments as well as high levels of synchronizations and parameters

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Campagne, Jean-Charles. "Systèmes multi-agents et morphologie." Paris 6, 2005. http://www.theses.fr/2005PA066277.

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Salaün, Erwan. "Algorithmes de filtrage et systèmes avioniques pour véhicules aériens autonomes." Phd thesis, École Nationale Supérieure des Mines de Paris, 2009. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00554437.

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Le travail présenté dans ce mémoire concerne le développement théorique et la validation expérimentale d'algorithmes de fusion de données originaux pour mini-drones, dépassant les limitations des estimateurs communément utilisés (e.g. le Filtre de Kalman Etendu ou les filtres particulaires) et pouvant être implémentés aisément et efficacement dans une avionique bas-coûts. Nous proposons tout d'abord des observateurs invariants "génériques'', préservant les symétries naturelles du système physique. Ces observateurs fusionnent les mesures de capteurs bon marché usuels (tels que les capteurs inertiels, magnétomètres, GPS ou baromètres) afin d'estimer avec précision l'état de l'appareil (angles d'attitude et de cap, vitesse et position) sans modèle dynamique de l'engin. Ils possèdent un large domaine de convergence; ils sont également faciles à régler et très économiques en temps de calcul. Puis nous développons des observateurs "spécifiques'', adaptés au type de véhicule aérien considéré, en l'occurence un mini-quadrotor. Basés sur un modèle physique tenant compte de la traînée de rotor, les observateurs présentés estiment la vitesse du quadrotor à partir de mesures uniquement inertielles, menant à un contrôle en vitesse de l'appareil. Cette approche est validée par des vols stabilisés autonomes. Enfin, nous présentons en détail l'intégration du système avionique bas-coûts utilisé, composé de capteurs "bruts'' et d'un microcontrôleur sur lequel sont implémentés les observateurs précédents. Nous validons ces algorithmes en comparant leurs estimations avec celles fournies par un produit commercial coûteux, mettant ainsi en évidence leur excellent rapport "qualité/prix''.

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Pepy, Romain. "Vers une planification robuste et sûre pour les systèmes autonomes." Phd thesis, Université Paris Sud - Paris XI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00845477.

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Abstract:

De nombreux outils existent pour résoudre les problèmes de planification sous contraintes. On peut les regrouper en deux classes principales. Les plus anciens planificateurs utilisent une discrétisation préalable de l'espace d'état. Les plus récents, les planificateurs à échantillonnage, permettent une exploration plus efficace. Ces planificateurs sont utilisés dans de nombreux domaines, comme la chimie, la biologie, la robotique, l'automatique ou encore l'intelligence artificielle. La contribution majeure de nos travaux est d'apporter une réponse au problème de planification de trajectoires en présence d'incertitudes en associant une technique de planification moderne, permettant une exploration rapide de l'espace d'état à des méthodes de localisation permettant de caractériser l'incertitude sur l'état du système à un instant donné. Deux approches ont été suivies. Dans la première, le planificateur utilise une représentation probabiliste de l'état du système à un instant donné, par une densité de probabilité gaussienne. La propagation des erreurs est effectuée en utilisant un filtre de Kalman étendu. Dans la deuxième approche, nous englobons dans un ensemble calculable les états que peut prendre le système à un instant donné compte tenu de bornes sur les erreurs commises. Contrairement à l'approche probabiliste précédente, cette approche permet de fournir une garantie sur la sûreté du système, à condition bien sûr que les hypothèses sur les bruits d'états qui la fondent soient satisfaites.

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Eichler, Cédric. "Modélisation formelle de systèmes dynamiques autonomes : graphe, réécriture et grammaire." Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30057/document.

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Abstract:

Les systèmes distribués modernes à large-échelle évoluent dans des contextes variables soumis à de nombreux aléas auxquels ils doivent s'adapter dynamiquement. Dans ce cadre, l'informatique autonome se propose de réduire les interventions humaines lentes et coûteuses, en leur préférant l'auto-gestion. Elle repose avant tout sur une description adéquate de ses composants, de leurs interactions et des différents aspects ou topologies qu'il peut adopter. Diverses approches de modélisation ont étés proposées dans la littérature, se concentrant en général sur certains du système dynamique et ne permettent ainsi pas de répondre à chacune des problématiques inhérentes à l'auto-gestion. Cette thèse traite de la modélisation basée graphes des systèmes dynamiques et de son adéquation pour la mise en œuvre des quatre propriétés fondamentales de l'informatique. Elle propose quatre principales contributions théoriques et appliquées. La première est une méthodologie pour la construction et la caractérisation générative de transformations correctes par construction dont l'application préserve nécessairement la correction du système. La seconde contribution consiste en une extension des systèmes de réécriture de graphe permettant de représenter, mettre à jour, évaluer et paramétrer les caractéristiques d'un système aisément et efficacement. Une étude expérimentale extensive révèle un net gain d'efficacité vis à vis de méthodes classiques. Les deux dernières contributions s'articulent autour de l'élaboration de deux modules de gestions visant : (1) des requêtes de traitement d'événements complexes et (2) tout système Machine-à-Machine se conformant au standard ETSI M2M
Modern, large-scale systems are deployed in changing environments. They must dynamically adapt to context changes. In this scope, autonomic computing aims at reducing slow and costly human interventions, by building self-managed systems. Self-adaptability of a system is primarily based on a suitable description of its components, their interactions and the various states it can adopt. Various modeling approaches have been elaborated. They usually focus on some aspects or properties of dynamic systems and do not tackle each of self-management's requirements. This manuscript deals with graph-based representations of dynamic systems and their suitability for the implementation of autonomic computing's four fundamental properties : self-optimization, self-protection, self-healing and self-configuring. This thesis offers four principal theoretical and applied contributions. The first one is a methodology for the construction and generative characterization of transformations correct by construction whose application necessarily preserves a system's correctness. The second one consists in an extension of graph rewriting systems allowing to easily and efficiently represent, update, evaluate and configure a system's characteristics. An experimental study reveals a significant efficiency gain with regard to classical methods. The two lasts contribution are articulated around the design of two autonomic managers driving: (1) complex events processing requests and (2) any Machine-to-Machine system complying to the ETSI M2M2 standard

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Foughali, Mohammed. "Vérification Formelle des Modules Fonctionnels de Systèmes Robotiques et Autonomes." Thesis, Toulouse, INSA, 2018. http://www.theses.fr/2018ISAT0033.

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Abstract:

Les systèmes robotiques et autonomes ne cessent d’évoluer et deviennent de plus en plus impliqués dans les missions à coût considérable et/ou dans les milieux humains. Par conséquent, les simulations et campagnes de tests ne sont plus adaptées à la problématique de sûreté et fiabilité des systèmes robotiques et autonomes compte tenu (i) du caractère sérieux des défaillances éventuelles dans les contextes susmentionnés (un dommage à un robot très coûteux ou plus dramatiquement une atteinte aux vies humaines) et (ii) de la nature non exhaustive de ces techniques (les tests et simulations peuvent toujours passer à côté d’un scénario d’exécution catastrophique.Les méthodes formelles, quant à elles, peinent à s’imposer dans le domaine de la robotique autonome, notamment au niveau fonctionnel des robots, i.e. les composants logiciels interagissant directement avec les capteurs et les actionneurs. Elle est due à plusieurs facteurs. D’abord, les composants fonctionnels reflètent un degré de complexité conséquent, ce qui mène souvent à une explosion combinatoire de l’espace d’états atteignables (comme l’exploration se veut exhaustive). En outre, les composants fonctionnels sont décrits à travers des languages et frameworks informels (ROS, GenoM, etc.). Leurs spécifications doivent alors être traduites en des modèles formels avant de pouvoir y appliquer les méthodes formelles associées. Ceci est souvent pénible, lent, exposé à des erreurs, et non automatique, ce qui implique un investissement dans le temps aux limites de la rentabilité. Nous proposons, dans cette thèse, de connecter GenoM3, un framework de développement et déploiement de composants fonctionnels robotiques, à des langages formels et leurs outils de vérification respectifs. Cette connexion se veut automatique: nous développons des templates en mesure de traduire n’importe quelle spécification de GenoM3 en langages formels. Ceci passe par une formalisation de GenoM3: une sémantique formelle opérationnelle est donnée au langage. Une traduction à partir de cette sémantique est réalisée vers des langages formels et prouvée correcte par bisimulation. Nous comparons de différents langages cibles, formalismes et techniques et tirerons les conclusions de cette comparaison. La modélisation se veut aussi, et surtout, efficace. Un modèle correct n’est pas forcément utile. En effet, le passage à l’échelle est particulièrement important.Cette thèse porte donc sur l'applicabilité des méthodes formelles aux compo-sants fonctionnels des systèmes robotiques et autonomes. Le but est d'aller vers des robots autonomes plus sûrs avec un comportement plus connu et prévisible. Cela passe par la mise en place d'un mécanisme de génération automatique de modèles formels à partir de modules fonctionnels de sys-tèmes robotiques et autonomes. Les langages et outils cibles sont Fiacre/TINA et UPPAAL (model checking), UPPAAL-SMC (statistical model checking), BIP/RTD-Finder (SAT solving), et BIP/Engine (enforcement de propriétés en ligne). Les modèles générés sont exploités pour vérifier des propriétés quali-tatives ou temps-réel, souvent critiques pour les systèmes robotiques et auto-nomes considérés. Parmi ces propriétés, on peut citer, à titre d'exemple, l'ordonnançabilité des tâches périodiques, la réactivité des tâches spora-diques, l'absence d’interblocages, la vivacité conditionnée (un évènement tou-jours finit par suivre un autre), la vivacité conditionnée bornée (un évène-ment toujours suit un autre dans un intervalle de temps borné), l'accessibilité (des états “indésirables” ne sont jamais atteints), etc.La thèse propose éga-lement une analyse du feedback expérimental afin de guider les ingénieurs à exploiter ces méthodes et techniques de vérification efficacement sur les mo-dèles automatiquement générés
The goal of this thesis is to add to the efforts toward the long-sought objective of secure and safe robots with predictable and a priori known behavior. For the reasons given above, formal methods are used to model and verify crucial properties, with a focus on the functional level of robotic systems. The approach relies on automatic generation of formal models targeting several frameworks. For this, we give operational semantics to a robotic framework, then several mathematically proven translations are derived from such semantics. These translations are then automatized so any robotic functional layer specification can be translated automatically and promptly to various frameworks/languages. Thus, we provide a mathematically correct mapping from functional components to verifiable models. The obtained models are used to formulate and verify crucial properties (see examples above) on real-world complex robotic and autonomous systems. This thesis provides also a valuable feedback on the applicability of formal frameworks on real-world, complex systems and experience-based guidelines on the efficient use of formal-model automatic generators. In this context, efficiency relates to, for instance, how to use the different model checking tools optimally depending on the properties to verify, what to do when the models do not scale with model checking (e.g. the advantages and drawbacks of statistical model checking and runtime verification and when to use the former or the latter depending on the type of properties and the order of magnitude of timing constraints)

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Girault, François. "L'environnement comme espace de cognition dans les systèmes multi-agents." Caen, 2002. http://www.theses.fr/2002CAEN2070.

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Abstract:

Le but de ce mémoire est de présenter un modèle d'agent hybride pour la conception d'agents situés dans un environnement fortement dynamique et bruité améliorant les approches hybrides classiques qui amènent à des difficultés de conception et d'implantation. Contrairement aux approches verticales classiques dans lesquelles l'agent est décomposé en couches superposées fonctionnant séquentiellement, un agent APA (Anticipation par Perception Augmentée) est conçu comme un système multi-agents dont l'environnement est la représentation du monde que l'agent se fait. Un agent APA est composé d'agents élémentaires ayant des points de vue différents sur la situation courante. Ces points de vue sont synthétisés dans la perception augmentée. Tout comme un système d'ILS (Instrument Landing System) permet à un pilote d'avion de se poser par temps de brouillard sans voir la piste, la perception augmentée consiste à ajouter à la perception naturelle des stimuli virtuels afin d'orienter le mécanisme délibératif global de l'agent. Avec ce principe, nous remplaçons le module de contrôle centralisé des architectures horizontales par un mécanisme de régulation. L'ajout de nouvelles compétences ou de nouveaux points de vue est facile car elle s'intègre dans l'architecture de base du système. Trois domaines ont conduit à la conception du modèle APA : les agents footballeurs dans le cadre de la RoboCup, le traitement de la syntaxe des langues naturelles et les robots physiques. L'étude de ces domaines à donné lieu à la réalisation d'une plateforme logicielle utilisée dans différentes applications spécifiques.

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Lussier, Benjamin. "Tolérance aux fautes dans les systèmes autonomes." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Toulouse - INPT, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00172161.

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Abstract:

Les systèmes autonomes suscitent aujourd'hui un intérêt croissant, que ce soit dans le domaine des robots d'exploration spatiale ou dans des domaines plus proches de l'homme, tels que les robots de service. Mais se pose le problème de leur sûreté de fonctionnement : peut-on avoir une confiance justifiée dans le comportement de systèmes conçus pour prendre des décisions sans intervention humaine ? L'objectif de cette thèse est de proposer des concepts architecturaux capables d'améliorer la sûreté de fonctionnement des systèmes autonomes, en particulier par la conception et le développement de mécanismes de tolérance aux fautes adaptés à la fonction de planification, centrale à l'autonomie des systèmes complexes. Une évaluation des performances et de l'efficacité des mécanismes proposés est réalisée en utilisant la technique d'injection de fautes par mutation.

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Carlési, Nicolas. "Coopération entre véhicules sous-marins autonomes : une approche organisationnelle réactive multi-agent." Thesis, Montpellier 2, 2013. http://www.theses.fr/2013MON20092.

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Abstract:

Les applications sous-marines actuelles exigent la réalisation de travaux de différentes natures dans des zones de plus en plus vastes et toujours plus profondes. La conception et l'utilisation de flottilles d'AUV dans ce contexte est un véritable challenge. Les bénéfices attendus sontmultiples. Premièrement, cela doit permettre de minimiser les coûts grâce à une répartition de ceux-ci sur l'ensemble de la flottille : la perte d'un AUV ou son mauvais fonctionnement ne remettront pas en cause l'intégralité de la mission. Deuxièmement, l'utilisation d'une flottilledoit de fait permettre de réduire le temps d'exécution d'une mission grâce à la parallélisation de certaines tâches. Enfin, la réalisation d'une mission par une flottille permet de conserver le caractère spécialisé des AUV et donc d'envisager plus facilement leur réutilisation dansd'autres contextes. Cependant, les approches de coopération multi-AUV existantes sont limitées par deux principaux verrous : (1) le nombre de communications induit et (2) la gestion de l'hétérogénéité potentielle d'une flottille.L'approche que nous proposons vise à répondre à ces problématiques.L'idée principale est de combiner une approche de coopération réactive avec une approche organisationnelle. L'approche de coopération réactive permet l'échange des signaux de communication très simples. Cependant, elle ne permet de résoudre que des problèmes de coopération de nature assez restreinte qui concernent essentiellement la coordination spatiale de véhicules homogènes. La première contribution de cette thèse est l'extension de l'approche satisfaction-altruisme. Un nouveau mécanisme décisionnel réactif, capable de considérer des actions coopératives de diverses natures, est proposé. La deuxième contribution consiste à spécifier les contextes d'interactions réactives à l'aide d'une approche organisationnelle. Le modèle organisationnel Agent/Groupe/Rôle est utilisé pour avoir une représentation explicite de l'organisation de la flottille. Les concepts de groupe, mais surtout de rôle, sont employés dans l'adressage des signaux de communication et permettent la mise en oeuvre d'interactions hétérogènes avec une grande modularité. L'ensemble est intégré dans une nouvelle architecture logicielle, appelée REMORAS, destinée à équiper des véhicules sous-marins autonomes. Une validation de la faisabilité de notre approche est proposée à l'aide d'une simulation de plusieurs scénarios mettant en jeu des AUV hétérogènes
Underwater marine applications are nowadays branching into various fields covering larger and deeper zones. Performing the required tasks with the aid of AUV flotillas is a real challenge. However, the advantages of using such a new technology are numerous. Firstly, this would highly reduce the cost of the mission thanks to the distribution of this former among the various AUV: the loss of one AUV or its bad functioning will not degrade the performance of the flotilla in general. Secondly, the use of a flotilla reduces the execution time of a mission given the parallelization of certain tasks. Finally, any mission can be accomplished by the flotilla by taking into consideration the specificity of each AUV. In fact, each of these vehicles holds different characteristics rendering the global architecture heterogeneous and therefore applicable in different contexts. However, the methods concerned with multi-AUV cooperation are hindered by two main limitations: (1) the number of communications induced and (2) the management of the heterogeneity in the flotilla.The proposed approach aims at responding to these challenges. The principal idea is to combine this reactive cooperational approach with an organizational one. The reactive cooperational approach allows the exchange of simple communication signals. However, it does not help in solving the problems of cooperation that are very constrained and that mainly concern the spatial coordination of homogeneous vehicles. The first contribution in this thesis is the extension of the satisfaction-altruism approach. A new reactive decisional mechanism capable of considering the cooperative actions of various natures is proposed. The second contribution consists in specifying the context of reactive interactions based on an organizational approach. The organizational model Agent/Group/Role is used in order to have an explicit representation of the flotilla. The concepts of "group" and especially "role" are used in the attribution of the communication signals allowing the accomplishment of heterogeneous interactions with a big modularity. A new concept is therefore born and is integrated in a new software architecture called REMORA intended to equip autonomous underwater vehicles. This proposed new method has been validated through various numerical simulations in different scenarios putting at stake heterogeneous AUV

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Fiorino, Humbert. "Élaboration de conjectures par des agents coopérants." Toulouse, ENSAE, 1998. http://www.theses.fr/1998ESAE0023.

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Abstract:

Cette thèse se situe dans le champ de l'intelligence artificielle distribuée et des systèmes multiagents, domaine en plein essor, tant sur le plan théorique que sur celui des applications. Le thème général de cette recherche est l'élaboration, par un ensemble de systèmes autonomes coopérants (par exemple des gnoptères, des engins sous-marins sans pilote, des robots) - désignés par le terme générique d'"agents" - d'une représentation commune à partir des conjectures qu'ils ont élaborées? Ce thème est central dans de nombreuses activités pratiques telles que la surveillance multicapteur, la robotique d'intervention, la gestion d'équipes d'engins non habités. Ces agents sont hétérogènes et ne perçoivent pas nécessairement les mêmes informations. De plus, à cause de leur perception locale, leurs connaissances sont incertaines, mutuellement contradictoires, voire erronées : nous les qualifions de croyances. L'élaboration d'un point de vue commun ne consiste donc pas simplement à juxtaposer des points de vue locaux : les agents doivent résoudre des conflits portant sur leurs croyances afin d'aboutir à ce résultat commun. Dans ce contexte, nous développons notre contribution selon les points suivants : nous proposons un protocole génériuqe de coopération pour des agents devant élaborer une conjecture commune. Cette étude constitue un travail de synthèse et de formalisation a posteriori de méthodes de coopération effectives ; nous formalisons la notion de conflits, puis nous introduisons la notion de croyance commune comme une conjecture caractérisant le point de vue commun d'un groupe d'agents et permettant une prise de décision collective et cohérente.

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Ribeiro, Gouveia Feliz Alberto. "Contribution à l'étude des mécanismes de coordination dans les systèmes d'agents autonomes." Compiègne, 1992. http://www.theses.fr/1992COMPD554.

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Abstract:

Cette thèse concerne l'étude des mécanismes de coordination permettant à des agents, dans un groupe, de réaliser leurs objectifs individuels. Dans un groupe d'agents qui partagent le même environnement, physique, logique, ou conceptuel, l'existence d'interactions entre leurs lignes d'action constitue une des motivations majeures pour que des procédures de coordination soient mises en place. L'identification de ces interactions, longtemps étudiée dans les travaux sur la planification menée par un seul agent, prend une dimension différente lorsqu'il n'est pas possible, dans un groupe d'agents, d'avoir une vue globale sur les causes et sur les conséquences possibles de ces interactions. Nous proposons dans notre travail un mécanisme de coordination d'actions qui est basé sur des relations de dépendance entre les buts individuels des agents. Nous montrerons comment les agents peuvent ainsi éviter des conflits d'actions sans avoir recours à des procédures de résolution de problèmes complexes. Nous discutons aussi une architecture logicielle qui a été réalisée utilisant un réseau de machines, et nous montrons comment elle est utilisée pour définir des agents cognitifs qui ont à interagir pour résoudre un problème. La portée de notre approche sera discutée en nous appuyant sur les travaux les plus importants dans le domaine.

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Tzafestas, Elpida. "Vers une systemique des agents autonomes : des cellules, des motivations et des perturbations." Paris 6, 1995. http://www.theses.fr/1995PA066481.

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Abstract:

Ce travail se situe au carrefour de l'intelligence artificielle et des systemes multi-agents avec la robotique autonome, la vie artificielle et les approches ascendantes aux sciences cognitives. Il s'agit d'elaborer des principes d'organisation d'agents autonomes qui soient independants du niveau d'organisation, donc des principes recursifs. Un agent autonome d'un niveau quelconque d'organisation est un systeme couple a son environnement qui demontre des proprietes de reactivite, de motivation, de socialite et d'adaptativite. Ces principes sont illustres par la resolution d'un ensemble de problemes pratiques impliquant des agents autonomes a deux niveaux d'organisation: le niveau agent-animat cellulaire et le niveau agent-cellule. En premier lieu, nous nous placons au niveau d'un agent-animat pour lequel nous developpons une organisation cellulaire servant de base pour la resolution de deux problemes inspires de la robotique comportementale et de la productique. Nous etudions ces problemes pour le cas d'un seul et de plusieurs agents cellulaires. Ensuite, nous descendons au niveau de la cellule pour montrer comment ces memes principes peuvent etre utilises pour assurer la plasticite et l'integrite du reseau cellulaire face a des pannes imprevues. Finalement, nous proposons la senescence comme force motrice de l'apprentissage et de l'emergence de structures d'organisation d'ordre superieur et nous developpons un modele de senescence qui repond a toutes les specifications necessaires

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Boussetta, Hela. "Modélisation multi-physiques et simulation globale de systèmes autonomes sur puce." Grenoble INPG, 2010. http://www.theses.fr/2010INPG0008.

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Abstract:

L'objectif de ces travaux de thèse est de proposer une méthodologie de modélisation multi-niveaux d'un microsystème autonome. Pour atteindre cet objectif, nous avons fourni une bibliothèque de modèles implémentés en VHDL-AMS et en SPICE pour différents blocs d'un nœud de réseaux de capteurs sans fils. Ces blocs appartiennent à différents domaines de la physique. Le premier modèle est celui d'un microgénérateur piézoélectrique qui récupère de l'énergie mécanique et la convertit en énergie électrique pour alimenter le reste du système. Le deuxième modèle est celui d'une batterie Li-Ion utilisée pour stocker cette énergie. Ce dernier a été fourni et validé sous différents profils de charge, de décharge et pour des températures différentes. Une bibliothèque de modèles VHDL-AMS et SPICE a également été fournie pour le bloc de gestion d'énergie. Deux niveaux d'abstraction ont été considérés pour ce bloc : un niveau indépendant de la technologie et un autre relié à la technologie CMOS 130 nm de STMicroelectronics. Dans le dernier chapitre, des simulations globales et multi-abstractions ayant pour but de donner un aperçu des possibilités offertes par cette méthodologie ont été présentées. Par ailleurs, des comparaisons avec des résultats expérimentaux, ont été proposées tout au long de ce travail
The aim of this work was to propose a multi-level and multi-physics modeling methodology. To reach this goal, we have provided a library of VHDL-AMS implemented models for different blocks of a node of a wireless Sensor Network. The first block is a piezoelectric microgenerator which harvests mechanical energy and converts it into electrical energy to supply the other parts of the system. The second block is an energy storage system. An electrical model of a Li-Ion battery implemented in VHDL-AMS has been provided. A library of VHDL-AMS and SPICE models had been provoded for the energy management block. Tow abstraction levels for this pure electrical block were considered : a technology independent level and a level related to the CMOS 130nm ST Microelectronics technology. In the last chapter, global simulations aiming to give an overview of the possibilities provided by this methodology were presented. In addition, comparisons with experimental results were proposed throughout this report

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Platon, Eric. "Modélisation de la gestion des exceptions dans les systèmes multi-agents." Paris 6, 2007. http://www.theses.fr/2007PA066646.

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Abstract:

Les systèmes multiagents (SMA) constituent une approche de conception logicielle dont les propriétés d'ouverture, d'hétérogénéité et d'autonomie sont reconnues comme particulièrement adaptées à la conception de systèmes complexes. Ces propriétés posent cependant des problèmes de robustesse. Ce travail de thèse présente la notion d'exception de fonctionnement dans les SMA et propose un cadre de conception adapté. L'approche développée repose sur un modèle de traitement des exceptions qui garantit les propriétés des SMA : un agent peut décider seul si un événement doit être considéré comme une exception d'après des prédictions générées automatiquement et exactement sur les futurs événements attendus. Ce modèle est décrit formellement et accompagné d'une architecture logicielle pour faciliter ses implémentations. L'approche est appliquée à un système complet afin de la comparer à des travaux existants et d'évaluer son coût d'exécution.

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Enée, Gilles. "Systèmes de Classeurs et Communication dans les Systèmes Multi-Agents." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00192372.

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Abstract:

Nous nous sommes intéressés à la problématique de la communication au sein des systèmes multi-agents en nous inspirant de la nature et plus particulièrement des fourmis qui sont un parfait exemple de l'intégration de l'apprentissage du vivant (ontogenèse) au capital génétique de celui-ci (phylogénie) : l'effet Baldwin.
Nous avons choisi de travailler avec des systèmes de classeurs à algorithme génétique pour représenter les agents. Nous avons introduit un nouveau type de système de classeurs à base de connaissance de taille fixe, les systèmes de classeurs de type Pittsburgh simplifié, dont nous avons étudié les propriétés dans un contexte multi-agents de coordination spontanée.
Nous avons ensuite proposé avec succès aux agents "homogènes" de communiquer pour échanger leur "connaissance" à l'aide de l'élitisme distribué.
Enfin, les agents "hétérogènes" ont échangé efficacement des informations grâce à un modèle minimal de communication que nous avons ancré dans la réalité puis étendu.

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Fontaine, Christophe. "Modélisation et évaluation des performances d'une classe de systèmes à évènements discrets : les systèmes transitiques autonomes." Valenciennes, 1992. https://ged.uphf.fr/nuxeo/site/esupversions/34f370b8-7b9e-496f-91cd-29f7431e3fbf.

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Abstract:

Les systèmes transitiques contribuent à l'optimisation et à la rationalisation des flux physiques dans les entreprises. Pour ces systèmes hautement automatisés et informatisés, le recours à une évaluation des performances est indispensable en phases de conception et d'exploitation. L'objectif de ce mémoire est d'apporter des éléments de solution pour mener à bien cette évaluation. L'étape préliminaire de modélisation est traitée par deux approches différentes. La première basée sur les réseaux de files d'attente conduit à des modèles stochastiques. La seconde évènementielle s'appuie sur un nouveau formalisme, les réseaux de files d'attente non autonomes, dérivé des réseaux de pétri interprétés. En raison des temps de mise en œuvre des méthodes analytiques et des hypothèses simplificatrices à effectuer, l'analyse des modèles stochastiques est finalement réalisée à l'aide de simulateurs à évènement discrets. Pour les modèles évènementiels, l'emploi d'un langage général de programmation constitue le meilleur outil d'analyse. Les principes d'implémentation développés en langage ADA et appliqués a un exemple concret mettent en évidence l'adéquation de ce langage au formalisme proposé.

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Poudade, Julien. "Emergence d'un lexique dans une population d'agents autonomes par l'action, la perception et la contingence sensorimotrice." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA112273.

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Abstract:

La thématique principale des recherches présentées dans cette thèse porte sur la capacité que possèdent des agents autonomes situés et ancrés à se construire une représentation de l'environnement et à échanger des informations via des jeux de langage. Dans ce travail, nous nous intéressons aux conditions d'émergence d'un lexique, ensemble de mots en relation avec une représentation, dans une population d'agents autonomes, avec pour contrainte la prise en compte de la notion de contingence sensorimotrice, qui lie les perceptions aux actions d'un agent et réciproquement. Il s'agit donc de comprendre les mécanismes qui permettent l'établissement d'un lexique au sein d'une population d'agents artificiels. Ces agents ne peuvent communiquer entre eux que par des mots pour satisfaire un jeu de langage. Par quels processus et avec quelles fonctionnalités, ces agents peuvent-ils construire collectivement un lexique dénommant objets et événements de leur environnement ? Notre approche consiste à étudier expérimentalement, en se fondant sur des théories existantes, deux types de modèles : Le plus simple, qui considère des agents composés d'une mémoire associative à long terme, d'une mémoire de travail (appareil cognitif) ainsi que d'un appareil perceptif, immergés dans un environnement composé d'objets inanimés; -Le plus complexe, qui considère des agents situés et ancrés avec le même appareil cognitif, un appareil perceptif, des effecteurs ainsi que la relation qui leur permet de lier perception à action, en interaction dans un environnement propice à la dénomination des événements. Pour chacun de ces deux modèles, nous montrons comment un lexique peut être créé, comment il est adapté ``aux sujets'' que les agents ont à traiter, que ce soit des objets de leur environnement ou des événements, et comment l'appareil cognitif des agents modifie les lexiques produits
The main goal of the research presented in this thesis deals with the capacities that autonomous situated and grounded agents have for building by themselves a representation of their environment, and for transmiting information about this environment by means of language games. In our work, we are interested by the study of the emergence condition of a shared lexicon (as a set of event representation-word relationship) throught a population of autonomous agents with the main constraint of using sensorimotor contingencies, which are a strong bidirectional relationships between actions and perceptions. Thus, our goal is to understand the mechanisms which allow for the establishment of a shared lexicon through a population of artificial agents. Agents can communicate only by exchanging words during language games:How then can they build collectively a lexicon to name objects and events of their environment ? Our approach uses experiments with two types of models: -the simplest in which agents have a long term associative memory, a working memory (cognitive functionality), and a perceptive system, and are immersed in an environment where only static objects are present, -the most complex, in which agents are situated and grounded with the same cognitive functions as before, the same perceptive system, effectors and in which agents know the relationship that links their perceptions and actions while interacting with their environment. For both models, we show who a common lexicon can emerge, how it is adapted to the different "topics" that the agents have to handle, whether they beabout objects of their environment or events, and how their cognitive apparatusinfluences the lexicon produced

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Tran, Trung Hau. "Approches évolutionnaires pour le comportement adaptatif d'entités autonomes." Toulouse 3, 2007. http://thesesups.ups-tlse.fr/92/.

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Abstract:

La simulation comportementale des entités virtuelles devient un problème très complexe lorsque ces entités sont plongées dans des environnements virtuels dynamiques et inconnus. Les agents procéduraux ne peuvent répondre à des situations imprévues. Les agents réactifs agissent en temps réel mais ils s'adaptent difficilement à des environnements dynamiques. Les travaux de recherche de cette thèse se concentrent sur une étude des mécanismes issus de la vie artificielle offrant des caractéristiques de réactivité, d'adaptation et d'évolution. Nous étudions une architecture couplant différents mécanismes afin d'augmenter les capacités de raisonnement des entités virtuelles. Nous avons défini une architecture comportementale pour des entités autonomes. Cette architecture se compose de deux modèles dont le premier leur permet d'agir de façon réactive en réponse à leur perception. Ce modèle est basé sur l'approche des champs de potentiels qui a déjà montré son efficacité à résoudre des problèmes de navigation d'entités autonomes. Cependant, cette solution est très coûteuse. Le programmeur doit en effet définir les paramètres des champs de potentiel de façon manuelle pour chaque environnement. Pour pallier ce problème, nous avons défini un modèle supplémentaire permettant aux entités autonomes d'obtenir des comportements adaptatifs dans les environnements dynamiques. Notre nouvelle approche se base sur les systèmes de classeurs du type XCS de Wilson dont le rôle est d'apprendre et d'évaluer des actions discrètes correspondant aux paramètres mentionnés. Nous avons validé notre architecture comportementale à travers une simulation d'un problème proie-prédateur. La performance du système comportemental dépend alors entièrement des systèmes de classeurs. Les actions possibles restent toujours discrètes et prédéfinies. Or, l'augmentation des actions possibles implique l'augmentation des ressources nécessaires pour le stockage des classeurs et du temps de convergence du système. .
The behavioral simulation of virtual entities in dynamic and unknown environments becomes a complex problem. Deliberative agents cannot handle unforeseen situations. Reactive agents interact with the environment in real time, but they do not easily adapt their behaviors to dynamic environments. The research of this thesis focuses on mechanisms inspired from Artificial Life, offering characteristics of reactivity, adaptation and evolution. We propose an architecture mixing different mechanisms in order to increase the reasoning capacity of virtual entities. This behavioral architecture consists of two models. The first one allows the autonomous entities to act quickly on the environment. This model is based on the potential fields' method which has already proved its efficiency in navigation problems for autonomous entities. However, this solution is expensive because the designer has to define manually the potential fields' parameters for each environment. To solve this problem, we have developed an additional model allowing the autonomous entities to obtain adaptive behaviors in dynamic environments. The second model is an extension of the classifier system XCS, whose role is to evolve discrete actions corresponding to the potential fields' parameters. We have validated our behavioral architecture in a predator-prey problem. The performance of our architecture entirely depends on classifier systems. The possible actions remain discrete and predefined. .

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Quemard, Céline. "Analyse et optimisation d'une classe de systèmes dynamiques hybrides à commutations autonomes." Phd thesis, Université d'Angers, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00464057.

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Abstract:

Les travaux de recherche de ce mémoire porte sur l'étude d'une classe particulière de systèmes dynamiques hybrides (s.d.h.) à commutations autonomes, ces dernières étant engendrées par un phénomène d'hystérésis. Plus particulièrement, après avoir introduit le système mathématique étudié, une analyse de cette classe de s.d.h. est réalisée avec notamment une étude des cycles limites (équations qui les déterminent, stabilité) et des phénomènes de bifurcations (noeud-selle, doublement de période). L'existence de propriétés caractéristiques des systèmes chaotiques comme la sensibilité aux conditions initiales est également mise en avant de façons graphique et calculatoire (exposant de Lyapunov). Enfin, une partie optimisation paramétrique a aussi été traitée dans le but d'améliorer certaines performances du système. Tous ces résultats théoriques sont appliqués à un système thermique (thermostat à résistance d'anticipation) et à un système électronique (convertisseur statique) à l'aide du calcul forme (Maple), de l'analyse par intervalles (Proj2D) et de simulations numériques (Matlab)

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Quémard, Céline. "Analyse et optimisation d'une classe de systèmes dynamiques hybrides à commutations autonomes." Angers, 2007. http://www.theses.fr/2007ANGE0037.

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Abstract:

Les travaux de recherche de ce mémoire porte sur l'étude d'une classe particulière de systèmes dynamiques hybrides (s. D. H. ) à commutations autonomes, ces dernières étant engendrées par un phénomène d'hystérésis. Plus particulièrement, après avoir introduit le système mathématique étudié, une analyse de cette classe de s. D. H. Est réalisée avec notamment une étude des cycles li- mites (équations qui les déterminent, stabilité, conditions d'existence) et des phénomènes de bifurcations (noeud selle, doublement de période). L'existence de propriétés caractéristiques des systèmes chaotiques comme la sensibilité aux conditions initiales est également mise en avant de façon graphique et calculatoire (exposants de Lyapunov). Enfin, une partie optimisation paramétrique a aussi été traitée dans le but d'améliorer certaines performances du système. Tous ces résultats théoriques sont appliqués à un système thermique (thermostat à résistance d'anticipation) et à un système électronique (convertisseur statique) à l'aide du calcul formel (Maple), de l'analyse par intervalles (Proj2D) et de simulations numériques (Matlab)
This work is devoted to the study of a particular class of hybrid dynamical systems (h. D. S. ) with autonomous switchings, these being generated by a hysteresis phenomenon. More particularly, after having introduced the studied mathematical model, an analysis of this h. D. S. Class is realized with no- tably a study of limit cycles (equations to determine them, stability, existence conditions) and of bifurcations (saddle node, period doubling). Existence of some properties which characterize chaotic systems like the sensitivity to initial conditions is also highlighted with both graphic and computational (Lyapunov exponents) ways. Finally, a parametric optimization part is proposed in order to improve some system performances. All those theoretical results are applied to a thermal system (thermostat with anticipative resistance) and to an electronic one (DC/DC converter) with formal calculus (Maple), interval analysis (Proj2D) and numerical simulations (Matlab)

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Aimino, Romain. "Vitesse de mélange et théorèmes limites pour les systèmes dynamiques aléatoires et non-autonomes." Thesis, Toulon, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUL0005/document.

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Abstract:

Dans cette thèse, nous nous intéressons aux propriétés statistiques des systèmes dynamiques aléatoires et non-autonomes. Dans le premier chapitre, consacré aux systèmes aléatoires, nous établissons un cadre fonctionnel abstrait, couvrant une large classe de systèmes dilatants en dimension 1 et supérieure, permettant de démontrer de nombreux théorèmes limites annealed. Nous donnons aussi une condition nécessaire et suffisante pour que la version quenched du théorème de la limite centrale soit valide en dimension 1. Dans le chapitre deux, après avoir introduit la notion de système non-autonome, nous étudions un système composé d'applications en dimension 1 ayant un point fixe neutre commun, et nous montrons que celui-ci admet une vitesse de perte de mémoire polynomiale. Le chapitre trois est consacré aux inégalités de concentration. Nous établissons de telles inégalités pour des systèmes dynamiques aléatoires et non-autonomes, et nous étudions diverses applications. Dans le chapitre quatre, nous nous intéressons aux lemmes dynamiques de Borel-Cantelli pour l'induction de Rauzy-Veech-Zorich, et présentons quelques résultats liés aux statistiques de récurrence pour cette application
The first chapter, devoted to random systems, we establish an abstract functional framework, including a large class of expanding systems in dimension 1 and higher, under which we can prove annealed limit theorems. We also give a necessary and sufficient condition for the quenched central limit theorem to hold in dimension 1. In chapter 2, after an introduction to the notion of non-autonomous system, we study an example consisting of a family of maps of the unit interval with a common neutral fixed point, and we show that this system admits a polynomial loss of memory. The chapter 3 is devoted to concentration inequalities. We establish such inequalities for random and non-autonomous dynamical systems in dimension 1, and we study some of their applications. In chapter 4, we study dynamical Borel-Cantelli lemmas for the Rauzy-Veech-Zorich induction, and we present some results concerning statistics of recurrence for this map

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Druilhe, Rémi. "L’efficience énergétique des services dans les systèmes répartis hétérogènes et dynamiques : application à la maison numérique." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10130/document.

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Abstract:

La multiplication des équipements informatiques augmente la consommation d'énergie de la maison numérique. Pour limiter cette tendance, les équipements de l'électronique grand public contrôlent leur consommation d'énergie individuellement. Les environnements répartis offrent de nouvelles opportunités de gestion de la consommation d'énergie des équipements. Ce travail propose de mettre en place une coordination intelligente entre les équipements afin de limiter la consommation énergétique de l'ensemble de ces équipements tout en délivrant les mêmes services. Notre approche déplace des composants logiciels d'un équipement à l'autre afin de maximiser l'efficience énergétique. Ces déplacements sont contraints par l'environnement et par les besoins des composants logiciels, i.e., l'hétérogénéité, la dynamicité et la qualité de service. L'hétérogénéité nécessite une modélisation de chaque équipement et de chaque service suivant des critères différenciant, e.g., ressources matérielles, présence de l'utilisateur. La dynamicité requiert de modifier la répartition des composants logiciels lorsqu'un événement significatif survient, e.g., apparition d'un équipement, afin de conserver l'efficience énergétique. Enfin, la mise en place de solutions moins énergivores ne doit pas impacter la qualité de service, e.g., satisfaire les besoins en ressources matérielles des composants logiciels. Nous proposons une modélisation de ces propriétés. Ce modèle est ensuite considéré par un système décisionnel autonome qui prend la décision de modifier la répartition des composants sur les équipements afin d'atteindre l'objectif d'efficience énergétique tout en satisfaisant à la qualité de service
The proliferation of computer devices increases the energy consumption of the digital home. To limit this tendency, consumer electronic devices control their own energy consumption. Distributed environments offer new opportunities to manage the energy consumption of a set of devices. This work proposes to set an intelligent coordination between devices in order to limit the energy consumption of the set of devices while providing the same services. Our approach moves software components from one device to another in order to maximize the energy efficiency. The migrations are constrained by both the environment and the needs from software components, i.e., the heterogeneity, the dynamicity and the quality of service. Heterogeneity needs a model of each device and each service according to different criterion, e.g., hardware resources, user presence. Dynamicity needs to modify the distribution of the software components when a relevant event occurs, e.g., appearance of a device, in order to conserve energy efficiency. Finally, less energy consuming solutions must not impact the quality of service, e.g., satisfying the required hardware resources of the software components. We propose to model those properties. This model is then considered by an autonomic decision-making system. On the observation of relevant events, the system takes the decision to modify the distribution of the software components on the devices in order to reach the energy efficiency goal while satisfying to the quality of service

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DE, MEDEIROS Adelardo A. D. "Contrôle d'exécution pour robots mobiles autonomes: architecture, spécification et validation." Phd thesis, Université Paul Sabatier - Toulouse III, 1997. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00010029.

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Abstract:

Le travail présenté dans le mémoire traite des problèmes liés au contrôle d'exécution des actions des robots mobiles autonomes. Une première partie présente l'architecture de contrôle globale et la compare à d'autres approches. On décrit les niveaux hiérarchiques qui la constituent et leurs rôles dans le fonctionnement du système. Le niveau inférieur, composé d'un ensemble de modules, rassemble les fonctions de perception, de modélisation et d'action du système. La seconde partie présente le niveau exécutif. L'exécutif doit suivre l'exécution des fonctions, résoudre les conflits entre modules, accomplir certaines actions réflexes et maintenir une information sur l'utilisation des ressources non partageables du robot. Il peut être vu comme un ensemble d'automates, qui interagissent et changent d'état selon les requêtes qui arrivent du niveau supérieur et les répliques qui proviennent des modules. La mise en oeuvre de l'exécutif utilise le système à base de règles KHEOPS. La compilation faite par KHEOPS permet, à partir d'un ensemble de variables d'entrée et de sortie et des règles qui les relient, d'obtenir un arbre de décision équivalent et de profondeur connue, ce qui garantit un temps d'exécution borné pour l'exécutif. La compilation permet aussi de garantir certaines propriétés logiques des automates mis en place. La troisième partie présente les relations entre le niveau fonctionnel (modules et exécutif) et la couche immédiatement supérieure, le niveau tache. Ce niveau est basé sur le système PRS, qui transforme des taches de haut niveau d'abstraction en procédures d'actions reconnues par le niveau fonctionnel et surveille leur exécution. Le mémoire présente une équivalence entre un sous-ensemble de PRS et les réseaux de Pétri colorés, ce qui permet de faire une vérification du niveau tache quand l'équivalence existe. Enfin, on présente quelques rés ultats de la mise en oeuvre expérimentale de ces travaux avec le robot Hilare 2.

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Ricordel, Pierre-Michel. "Programmation orientée multi-agents : développement et déploiement de systèmes multi-agents voyelles." Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0096.

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Abstract:

La construction de systèmes multi-agents se fait encore trop souvent avec peu de méthodes et la réutilisation du code est souvent minimale, car très peu d'outils méthodologiques et logiciels existent actuellement pour ces systèmes. Nous proposons une plate-forme de construction de systèmes multi-agents, basée sur le paradigme de décomposition Voyelles. L'approche Voyelle est fondée sur la décomposition d'un système multi-agents en quatre éléments : L'Agent, l'Environnement, l'Interaction et l'Organisation. Cette décomposition permet de modulariser le système multi-agents, donc de simplifier la construction du système et d'offrir une meilleure réutilisation du code. Nous proposons une plate-forme logicielle appelée Volcano mettant en oeuvre cette approche originale. Celle-ci prend soin de séparer les étapes d'analyse, de conception, de développement et de déploiement du système multi-agent. Nous nous sommes particulièrement concentrés sur les aspects concernant le développement et le déploiement, et avns élaboré le langage Madel à cet effet. Différentes applications issues de plusieurs domaines d'application (la Robocup, la prise de rendez-vous, la classification) ont été implémentées à l'aide de la plate-forme afin de valider ses capacités d'adaptation et de réutilisation.

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Martin, Samuel. "Coordination et robustesse des systèmes dynamiques multi-agents." Phd thesis, Université de Grenoble, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00782478.

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Abstract:

Nous nous intéressons à l'étude de la dynamique des réseaux composés d'une multitude d'agents. Les motivations de ce travail trouvent leurs sources dans de nombreux domaines et notamment la biologie avec l'étude de l'émergence de comportements collectifs cohérents chez les animaux (vol en formation d'oiseaux migrateurs). Considérons un certain nombre d'agents (animaux) dont le comportement dynamique individuel peut être modélisé par une équation différentielle. Les agents communiquent : les liens sont représentés sous la forme d'un graphe dont les sommets sont les agents du système. Chaque agent a la connaissance de l'état des agents auxquels il est connecté et ajuste sa dynamique à l'aide de cette information. Des comportements collectifs peuvent alors émerger comme par exemple le phénomène de flocking (tous les agents se déplacent dans la même direction). Plusieurs modèles d'interaction ont été proposés, les plus connus étant le modèle de Viscek (1995) ou le modèle de Cucker-Smale (2007). L'étude de ces modèles repose généralement sur des méthodes d'analyse de stabilité des systèmes dynamiques ou des systèmes hybrides, lorsque le graphe de communication évolue dans le temps. Nous souhaitons dans cette thèse évaluer la robustesse de l'émergence de ces comportements collectifs en étudiant l'influence de divers facteurs: paramètres du modèle, topologie du graphe, nombre d'agents, présences de perturbations. Nous nous intéresserons notamment au phénomène de scission du groupe d'agents en plusieurs groupes d'agents coordonnés.

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Militaru, Dorin. "Technologies Internet, systèmes de recommandations et agents intelligents." Paris, ENSAM, 2004. http://www.theses.fr/2004ENAM0036.

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Abstract:

La diffusion des technologies de l’information (IT) et la croissance du commerce électronique ont modifié la manière dont les entreprises fonctionnent, les forçant à adopter des structures flexibles et à produire plus efficacement. Ce travail de recherche s’intéresse au rôle joué par les nouvelles technologies dans la mise sur pieds de systèmes de recommandation et de recherche incitatifs qui, sur de nombreux marchés, tendent à gouverner les échanges commerciaux. Plus précisément, l’objectif de notre travail est de contribuer à une meilleure compréhension des systèmes de recommandations en comparant économie physique et commerce électronique. Cette thèse peut contribuer à la compréhension des changements engendrés dans ce domaine par l’utilisation du commerce électronique ainsi qu’au développement de substituts « intelligents » aux procédés actuellement utilisés. Par là-même, nous contribuons à l’émergence d’un nouveau visage du commerce électronique sur Internet en identifiant une série de variables psychologiques et économiques qui jouent un rôle important dans la façon dont les agents économiques, notamment les entreprises, agissent et réagissent. En particulier, nous nous fixons comme objectif d’apporter des éléments de réponse aux questions suivantes : Quel est le rôle joué par les systèmes de recommandation dans la formation de préférences et quelle est l’efficacité de ce type de systèmes ? Les caractéristiques spécifiques d’Internet en tant qu’environnement économique modifient-elles les réponses apportées à la question précédente ? Les facteurs de compétitivité des entreprises de la « nouvelle économie » sont-ils différents de ceux de l’économie traditionelle ?
The spread of information technologies (IT) and the growth of the electronic commerce modified the way in which the companies function, forcing them to adopt flexible structures and to produce more efficiently. This research is interested in the part played by new technologies in the setting-up of recommendation systems and information search systems which tend on many markets to control the commercial trades. More precisely, our main objective is to contribute to a better understanding of the recommendation systems by comparing physical economy and electronic commerce. This thesis can contribute to the comprehension of the changes generated in this field by the use of the electronic commerce and to the development of “intelligent” substitutes to the processes currently used. By doing this, we contribute to the emergence of a new face of electronic commerce on Internet by identifying a series of psychological and economic variables which play an important part in the manner in which the economic agents, in particular the companies, act and react. Our main objectives throughout this thesis are to answer to the following questions: Which is the part played by the recommendation systems in the formation of preferences and which is the efficiency of this type of systems? Do the specific characteristics of Internet as an economic environment modify the answers to the previous question? Are the competitiveness factors of the companies on the “new economy” different from those of the traditional economy? Which are the opportunities associated with the electronic commerce, in particular through the “shopbots” which tend to become a “hard” part of the recommender systems?

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Lavinal, Emmanuel. "Un cadre organisationnel générique multi-agents pour une gestion autonome de réseaux et de services." Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30104.

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Abstract:

"Les solutions de gestion de réseaux et de services (GRS) actuelles sont confrontées à un accroissement de la complexité à la fois des ressources devant être gérées (taille, dynamisme, interdépendance, etc. ) et des fonctions de gestion à considérer (sécurité, performance, etc. ). Cette difficulté a favorisé récemment l'apparition d'une nouvelle vision de la gestion, dite gestion autonome (ou self-management), qui consiste à minimiser les interventions des administrateurs humains durant les différentes phases de l'activité de gestion. Or, cette vision n'est qu'une finalité opérationnelle : elle n'apporte pas, pour l'instant, de solutions quant aux moyens à mettre en oeuvre pour atteindre cette autonomie de gestion. La contribution générale apportée par notre travail fournit des concepts, méthodes et mécanismes favorisant la mise en oeuvre de solutions de gestion autonome. Dans ce contexte, le socle de notre approche a consisté à spécialiser le paradigme des systèmes multi-agents (SMA) au domaine de la GRS. Basée sur des travaux existants issus des approches organisationnelles des SMA (en particulier le modèle Agent-Groupe-Rôle), cette spécialisation "métier" nous a conduit vers la conception d'un modèle organisationnel multi-agents dédié au domaine de la gestion. Paradoxalement, la démarche adoptée se veut assez générique pour garantir l'indépendance vis-à-vis de toute aire fonctionnelle de gestion (configuration, optimisation, protection, etc. ) et de tout type de monde réel cible à gérer (ressources qui diffèrent de par leur nature hétérogène, leur niveau de granularité, leurs relations, etc. ). Enfin, l'adaptabilité de ce cadre organisationnel offre également la possibilité de considérer l'intégration des standards existants de la gestion. La seconde partie de notre travail s'est attachée à fournir des mécanismes pour renforcer, lors de l'exécution du système, l'autonomie des groupes d'agents de gestion définis à partir du cadre conceptuel précédemment évoqué. Pour cela, en accord avec le cadre organisationnel, nous avons d'abord construit un cadre informationnel unifiant différentes ontologies de gestion permettant une représentation partageable des rôles de gestion, de l'environnement géré et des opérations de gestion. Puis, nous avons défini un cadre comportemental assurant la cohérence de l'ensemble. Celui-ci permet aux agents de gestion de déduire dynamiquement des interactions pour la réalisation d'actions de gestion, participant ainsi à leur auto-adaptation et par conséquent, à l'autonomie de gestion des ressources sous-jacentes. Finalement, nous avons défini une méthode de conception de solutions basées sur cette approche et développé un prototype à l'aide de l'environnement Jade. En les expérimentant sur une série de cas, nous avons pu opérer une validation de faisabilité et confirmer les capacités d'auto-adaptation du système sur différents scénarii de gestion. "
Actual network and service management solutions are facing an increasing complexity of both, the resources that have to be managed and the management functions to deploy. This difficulty has recently contributed to the birth of the self-management vision which consists in minimizing the interventions of the human administrator within the different phases of the management activity. The general contribution of our work proposes concepts, methods and mechanisms to facilitate the conception of self-management solutions. Its originality is based on the combination of an organizational and informational framework – emanating respectively from the domains of multi-agent systems and information modeling – and on the addition of a cooperative framework ensuring the coherence of this combination. Finally, we have defined a method and implemented a prototype that is available to developers of autonomous management solutions

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Ciortea, Andrei-Nicolae. "Tisser le Web Social des Objets : Permettre une Interaction Autonome et Flexible dans l’Internet des Objets." Thesis, Lyon, 2016. http://www.theses.fr/2016EMSE0813/document.

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Abstract:

L’Internet des Objets (IoT) vise à créer un eco-système global et ubiquitaire composé d’un grand nombre d’objets hétérogènes. Afin d’atteindre cette vision, le World Wide Web apparaît comme un candidat adapté pour interconnecter objets et services à la couche applicative en un Web des Objets (WoT).Cependant l’évolution actuelle du WoT produit des silos d’objets et empêche ainsi la mise en place de cette vision. De plus, même si le Web facilite la composition d’objets et services hétérogènes, les approches existantes produisent des compositions statiques incapables de s’adapter à des environnements dynamiques et des exigences évolutives. Un autre défi est à relever: permettre aux personnes d’interagir avec le vaste, évolutif et hétérogène IoT.Afin de répondre à ces limitations, nous proposons une architecture pour IoT ouvert et autogouverné, constitué de personnes et d’objets situés, en interaction avec un environnement global via des plateformes hétérogènes. Notre approche consiste de rendre les objets autonomes et d’appliquer la métaphore des réseaux sociaux afin de créer des réseaux flexibles de personnes et d’objets. Nous fondons notre approche sur les résultats issus des domaines des multi-agents et du WoT afin de produit un WoT Social.Notre proposition prend en compte les besoins d’hétérogénéité, de découverte et d’interaction flexible dans l’IoT. Elle offre également un coût minimal pour les développeurs et les utilisateurs via différentes couches d’abstraction permettant de limité la complexité de cet éco-système. Nous démontrons ces caractéristiques par la mise en oeuvre de plus scénarios applicatifs
The Internet of Things (IoT) aims to create a global ubiquitous ecosystem composed of large numbers of heterogeneous devices. To achieve this vision, the World Wide Web is emerging as a suitable candidate to interconnect IoT devices and services at the application layer into a Web of Things (WoT).However, the WoT is evolving towards large silos of things, and thus the vision of a global ubiquitous ecosystem is not fully achieved. Furthermore, even if the WoT facilitates mashing up heterogeneous IoT devices and services, existing approaches result in static IoT mashups that cannot adapt to dynamic environments and evolving user requirements. The latter emphasizes another well-recognized challenge in the IoT, that is enabling people to interact with a vast, evolving, and heterogeneous IoT.To address the above limitations, we propose an architecture for an open and self-governed IoT ecosystem composed of people and things situated and interacting in a global environment sustained by heterogeneous platforms. Our approach is to endow things with autonomy and apply the social network metaphor to createflexible networks of people and autonomous things. We base our approach on results from multi-agent and WoT research, and we call the envisioned IoT ecosystem the Social Web of Things.Our proposal emphasizes heterogeneity, discoverability and flexible interaction in the IoT. In the same time, it provides a low entry-barrier for developers and users via multiple layers of abstraction that enable them to effectively cope with the complexity of the overall ecosystem. We implement several application scenarios to demonstrate these features

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Medeiros, Adelardo Adelino Dantas de. "Contrôle d'exécution pour robots mobiles autonomes : architecture, spécification et validation." Toulouse 3, 1997. http://www.theses.fr/1997TOU30027.

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Abstract:

Le travail présente dans le mémoire traite des problèmes liés au contrôle d'exécution des actions des robots mobiles autonomes. Une première partie présente l'architecture de contrôle globale et la compare à d'autres approches. On décrit les niveaux hiérarchiques qui la constituent et leurs rôles dans le fonctionnement du système. Le niveau inférieur, compose d'un ensemble de modules, rassemble les fonctions de perception, de modélisation et d'action du système. La seconde partie présente le niveau exécutif. L'exécutif doit suivre l'exécution des fonctions, résoudre les conflits entre modules, accomplir certaines actions reflexes et maintenir une information sur l'utilisation des ressources non partageables du robot. Il peut être vu comme un ensemble d'automates, qui interagissent et changent d'état selon les requêtes qui arrivent du niveau supérieur et les répliques qui proviennent des modules. La mise en oeuvre de l'exécutif utilise le système à base de règles kheops. La compilation faite par kheops permet, à partir d'un ensemble de variables d'entrée et de sortie et des règles qui les relient, d'obtenir un arbre de décision équivalent et de profondeur connue, ce qui garantit un temps d'exécution borne pour l'exécutif. La compilation permet aussi de garantir certaines propriétés logiques des automates mis en place. La troisième partie présente les relations entre le niveau fonctionnel (modules et exécutif) et la couche immédiatement supérieure, le niveau tache. Ce niveau est basé sur le système prs, qui transforme des taches de haut niveau d'abstraction en procédures d'actions reconnues par le niveau fonctionnel et surveille leur exécution. Le mémoire présente une équivalence entre un sous-ensemble de prs et les réseaux de petri colores, ce qui permet de faire une vérification du niveau tache quand l'équivalence existe. Enfin, on présente quelques résultats de la mise en oeuvre expérimentale de ces travaux avec le robot hilare 2.

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Briñon, Arranz Lara. "Commande coopérative d'une flottille de véhicules autonomes sous-marins avec contraints de communication." Phd thesis, Université de Grenoble, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00700986.

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Abstract:

Cette thèse concerne le contrôle coopératif de systèmes multi-agents. Ce sujet a été largement étudié dans la littérature récente en raison de son grand nombre d'applications. Cette thèse propose des nouvelles conceptions de stratégies de contrôle collaboratif afin de réaliser une mission d'exploration sous-marine. En particulier, l'objectif final est de diriger une flotte de véhicules autonomes sous-marins, équipés de capteurs appropriés, jusqu'à l'emplacement d'une source de température, de polluants ou d'eau douce. Dans cette situation, il est pertinent de considérer les contraintes de communication entre véhicules qui sont décrites au moyen d'un graphe de communication. Les premières contributions traitent du développement des lois de commande d'une formation qui stabilisent la flotte vers des formations variant dans le temps, et qui, de plus, distribuent uniformément les véhicules le long de la formation. Enfin, le problème de recherche d'une source est abordé par l'interprétation de la flottille de véhicules comme un réseau de capteurs mobiles. En particulier, il est démontré que les mesures recueillies par la flotte de véhicules permettent d'estimer le gradient de concentration de la quantité d'intérêt. En suivant cette idée, un algorithme distribué basé sur des algorithmes de consensus est proposé pour estimer la direction du gradient d'une distribution de signal.

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Isfoula, Fayrouz. "Une approche du suivi de consensus pour les systèmes multi-agents." Thesis, Poitiers, 2019. http://www.theses.fr/2019POIT2303.

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Abstract:

Un système multi-agents est composé d’un ensemble d’agents interagissant entre eux et avec leur environnement, un agent étant vu comme un système dynamique autonome. La force des SMA repose sur la capacité des agents à coopérer entre eux pour atteindre un objectif qu’un agent seul ne pourrait atteindre. Chaque agent partage ses informations avec ses voisins, ce qui permet à l’ensemble des agents de s’accorder sur un objectif commun sans qu’il y ait pour autant une centralisation de l’information et de l’objectif. En ce sens, un système multi-agents peut être vu comme un réseau dans lequel l’information est distribuée. L’intérêt croissant pour le contrôle distribué et la coordination des réseaux constitués d’agents autonomes est motivé par l’absence de centralisation de l’information et la possibilité d’avoir une topologie du réseau variable. Les algorithmes de contrôle déployés sur ces réseaux sont de nature distribuée puisqu’ils s’appuient sur des informations locales, et sont robustes vis-à-vis des variations de topologie et de taille du réseau. Le problème le plus étudié dans le cadre de ces systèmes multi-agents est celui du consensus, qui peut être résumé ainsi : étant donné des conditions initiales pour chaque agent, quelles sont les conditions pour que les agents s’accordent asymptotiquement sur une valeur commune en n’échangeant que des informations entre agents voisins. Cette thèse traite du développement de commandes permettant d’atteindre ce consensus pour des topologies fixes et variables, en présence ou non d’un leader (suivi de consensus), et sur la qualité des informations transitant dans le réseau. En suivi de consensus, la notion de leader perceptif est développée et une commande est proposée pour une topologie fixe et variable
An agent is an autonomous dynamics system that can coordinate with the environment as well as with other agents. A group of these autonomous agents working in coordination is called a Multi-agent system (MAS). A MAS has several advantages over single agent operation. The main objective of MAS is to achieve a complex goal which is hard to achieve by a single agent. In MAS, each agent shares its information (states) to the neighbors only to complete the task hence no centralized monitoring systems is required. We can define a multi-agent system as a network in which information is distributed. The interest of researchers in the study of distributed control and distributed coordination of autonomous agent networks is motivated by the fact that it has the ability to cope with the problems associated with centralized communication network and also allow the switching network topologies.The algorithms for distributed networks only use local information, and are robust to variations of network topology and can accommodate network with large size.One of the most studied problems in the field of MAS is the consensus, which can be defined as: for any initial conditions for all agent, what are the conditions that should hold in order that the agents agree on a common value asymptotically while only information is exchanged between neighboring agents.This thesis deals with the development of control law to achieve the consensus for fixed and switching topologies, with or without a leader (consensus tracking). It also investigates the problem of the quality of information in the network. In consensus tracking, the notion of perceptive leader is developed and a control law is proposed for a fixed and switching topology

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GUITTON, Patricia. "Estimation et Optimisation de la Consommation lors de la conception globale des systèmes autonomes." Phd thesis, Université de Nice Sophia-Antipolis, 2004. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00007496.

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Abstract:

Les systèmes embarqués représentent une part de plus en plus importante du marché semiconducteurs. Les systèmes embarqués visent des applications plus gourmandes en capacité de calcul, augmentant du même coup la surface de silicium et l'énergie dissipée. Un des problèmes de la conception système est le patitionnement d'applications qui requiert l'utilisation de méthodes complexes. En effet, le partitionnement sous contraintes de temps, basé sur un algorithme d'ordonnancement avec un objectif de minimisation de la surface de silicium ou de la consommation est un problème NP-difficile. Ce travail de thèse étudie la prise en compte de la consommation (énergie et pic de puissance) lors de la conception globale de systèmes autonomes.
Une première étude consiste à estimer la consommation des divers composants d'une architecture SoC. Puis, nous nous sommes intéressés aux deux étapes principales des méthodes de partitionnement : l'allocation et l'ordonnancement. En particulier,
la technique d'ajustement conjoint de la tension et de la fréquence est considérée dans l'ordonnancement pour minimiser l'énergie. A la suite de ces optimisations, une gestion des modes basse consommation est réalisée, ayant pour objectif de mettre les processeurs en état de repos ou repos profond dès que la possibilité se présente, ce changement de mode permettant de gagner en consommation. Ce travail a été testé sur divers exemples, comme une application de détection de mouvement sur fond d'images
fixes pour caméra embarquée.

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Andrei, Oana. "Un calcul de réécriture de graphes : applications à la biologie et aux systèmes autonomes." Phd thesis, Institut National Polytechnique de Lorraine - INPL, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00337558.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est d'explorer des descriptions formelles pour la structure et le fonctionnement des systèmes biologiques, ainsi que des outils formels pour raisonner au sujet de leur comportement. Cette thèse s'inscrit dans les travaux étudiant les modèles informatiques sûrs où les calculs sont exprimés par l'intermédiaire de la réécriture, et où nous pouvons compter sur la vérification formelle pour exprimer et valider les propriétés des modèles. Dans cette thèse nous développons un calcul de réécriture d'ordre supérieur pour décrire des molécules, des règles de réaction, et la génération des réseaux biochimiques. Le calcul est basé sur la métaphore chimique en décrivant les calculs en termes de solutions chimiques dans lesquelles les molécules représentant des données agissent l'une sur l'autre librement selon des règles de réaction. Ainsi nous avons obtenu un Calcul Biochimique Abstrait étendant le modèle chimique d'ordre supérieur en considérant des molécules structurées. Le calcul est équipé d'une spécification naturelle de la concurrence et des mécanismes de contrôle grâce à l'expression des stratégies de réécriture sous forme de molécules. La description des complexes moléculaires ou des réactifs chimiques appartient à une classe spécifique de graphes. Nous définissons la structure des graphes avec ports et nous montrons que les principes du calcul biochimique instanciés pour les graphes avec ports sont assez expressifs pour modéliser des systèmes autonomes et des réseaux biochimiques. En plus, les techniques de la réécriture stratégique ouvrent la voie au raisonnement basé sur les calculs et à la vérification des propriétés des systèmes modélisés.

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Guitton-Ouhamou, Patricia. "Estimation et optimisation de la consommation lors de la conception globale des systèmes autonomes." Nice, 2004. http://www.theses.fr/2004NICE4044.

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Abstract:

Les systèmes embarqués représentent une part de plus en plus impor-tante du marché semiconducteurs. Les systèmes embarqués visent des applications plus gourmandes en capacité de calcul, augmentant du même coup la surface de sili-cium et l'énergie dissipée. Un des problèmes de la conception système est le patition-nement d'applications qui requiert l'utilisation de méthodes complexes. En effet, le partitionnement sous contraintes de temps, basé sur un algorithme d'ordonnancement avec un objectif de minimisation de la surface de silicium ou de la consommation est un problème NP-difficile. Ce travail de thèse étudie la prise en compte de la consom-mation (énergie et pic de puissance) lors de la conception globale de systèmes autono-mes. Une première étude consiste à estimer la consommation des divers composants d'une architecture SoC. Puis, nous nous sommes intéressés aux deux étapes principa-les des méthodes de partitionnement : l'allocation et l'ordonnancement. En particulier, la technique d'ajustement conjoint de la tension et de la fréquence est considérée dans l'ordonnancement pour minimiser l'énergie. A la suite de ces optimisations, une ges-tion des modes basse consommation est réalisée, ayant pour objectif de mettre les pro-cesseurs en état de repos ou repos profond dès que la possibilité se présente, ce changement de mode permettant de gagner en consommation. Ce travail a été testé sur divers exemples, comme une application de détection de mouvement sur fond d'ima-ges fixes pour caméra embarquée
Embedded systems take an important part of the computer market. Telecommunication applications integrates more and more functionalities, so power consumption increases and the battery lifetime becomes a serious limitation. In this thesis, consumption of different parts of SoCs was studied. Particularly, this work deals with consumption/time optimized methods of HW/SW codesign. Allocation minimizing energy is presented, and then, a refinement step is executed to optimize the schedulings by applying the Dynamic Voltage Scaling/ Dynamic Frequency Scaling technique (DVS/DFS). An other step in this work concerns the exploitation of low power modes of processors (run, sleep, idle). Finally, this work studies how methods of HW/SW codesign can integrate more time and area, the consumption as constraint

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Chaudemar, Jean-Charles. "Étude des architectures de sécurité de systèmes autonomes : formalisation et évaluation en Event B." Thesis, Toulouse, ISAE, 2012. http://www.theses.fr/2012ESAE0003/document.

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Abstract:

La recherche de la sûreté de fonctionnement des systèmes complexes impose une démarche de conception rigoureuse. Les travaux de cette thèse s’inscrivent dans le cadre la modélisation formelle des systèmes de contrôle autonomes tolérants aux fautes. Le premier objectif a été de proposer une formalisation d’une architecture générique en couches fonctionnelles qui couvre toutes les activités essentielles du système de contrôle et qui intègre des mécanismes de sécurité. Le second objectif a été de fournir une méthode et des outils pour évaluer qualitativement les exigences de sécurité. Le cadre formel de modélisation et d’évaluation repose sur le formalisme Event-B. La modélisation Event-B proposée tire son originalité d’une prise en compte par raffinements successifs des échanges et des relations entre les couches de l’architecture étudiée. Par ailleurs, les exigences de sécurité sont spécifiées à l’aide d’invariants et de théorèmes. Le respect de ces exigences dépend de propriétés intrinsèques au système décrites sous forme d’axiomes. Les preuves que le principe d’architecture proposé satisfait bien les exigences de sécurité attendue ont été réalisées avec les outils de preuve de la plateforme Rodin. L’ensemble des propriétés fonctionnelles et des propriétés relatives aux mécanismes de tolérance aux fautes, ainsi modélisées en Event-B, renforce la pertinence de la modélisation adoptée pour une analyse de sécurité. Cette approche est par la suite mise en œuvre sur un cas d’étude d’un drone ONERA
The study of complex system safety requires a rigorous design process. The context of this work is the formal modeling of fault tolerant autonomous control systems. The first objective has been to provide a formal specification of a generic layered architecture that covers all the main activities of control system and implement safety mechanisms. The second objective has been to provide tools and a method to qualitatively assess safety requirements. The formal framework of modeling and assessment relies on Event-B formalism. The proposed Event-B modeling is original because it takes into account exchanges and relations betweenarchitecture layers by means of refinement. Safety requirements are first specified with invariants and theorems. The meeting of these requirements depends on intrinsic properties described with axioms. The proofs that the concept of the proposed architecture meets the specified safety requirements were discharged with the proof tools of the Rodin platform. All the functional properties and the properties relating to fault tolerant mechanisms improve the relevance of the adopted Event-B modeling for safety analysis. Then, this approach isimplemented on a study case of ONERA UAV

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Andrei, Oana-Maria. "Un calcul de réécriture de graphes : applications à la biologie et aux systèmes autonomes." Thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2008. http://www.theses.fr/2008INPL058N/document.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est d'explorer des descriptions formelles pour la structure et le fonctionnement des systèmes biologiques, ainsi que des outils formels pour raisonner au sujet de leur comportement. Cette thèse s'inscrit dans les travaux étudiant les modèles informatiques sûrs où les calculs sont exprimés par l'intermédiaire de la réécriture, et où nous pouvons compter sur la vérification formelle pour exprimer et valider les propriétés des modèles. Dans cette thèse nous développons un calcul de réécriture d'ordre supérieur pour décrire des molécules, des règles de réaction, et la génération des réseaux biochimiques. Le calcul est basé sur la métaphore chimique en décrivant les calculs en termes de solutions chimiques dans lesquelles les molécules représentant des données agissent l'une sur l'autre librement selon des règles de réaction. Ainsi nous avons obtenu un Calcul Biochimique Abstrait étendant le modèle chimique d'ordre supérieur en considérant des molécules structurées. Le calcul est équipé d'une spécification naturelle de la concurrence et des mécanismes de contrôle grâce à l'expression des stratégies de réécriture sous forme de molécules. La description des complexes moléculaires ou des réactifs chimiques appartient à une classe spécifique de graphes. Nous définissons la structure des graphes avec ports et nous montrons que les principes du calcul biochimique instanciés pour les graphes avec ports sont assez expressifs pour modéliser des systèmes autonomes et des réseaux biochimiques. En plus, les techniques de la réécriture stratégique ouvrent la voie au raisonnement basé sur les calculs et à la vérification des propriétés des systèmes modélisés
The objective of this thesis is to explore formal descriptions for the structure and functioning of biological systems, as well as formal tools for reasoning about their behavior. This work takes place in the overall prospective to study safe computational models where computations are expressed via rewriting, and where we can rely on formal verification to express and validate suitable properties. In this thesis we develop a higher-order calculus rewriting for describing molecules, reaction patterns, and biochemical network generation. The calculus is based on the chemical metaphor by describing the computations in terms of chemical solutions in which molecules representing data freely interact according to reaction rules. This way we obtained an Abstract Biochemical Calculus as an extension of the higher-order chemical model by considering structured molecules. The calculus is provided with a natural specification of concurrency and of controlling mechanisms by expressing rewrite strategies as molecules. The description of molecular complexes or chemical reactants belong to specific classes of graphs. We define the structure of port graphs and we show how the principles of the biochemical calculus instantiated for port graphs are expressive enough for modeling autonomous systems and biochemical networks. In addition, strategic rewriting techniques open the way to reason about the computations and to verify properties of the modeled systems

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Mouad, Mehdi. "Architecture de COntrôle/COmmande dédiée aux systèmes Distribués Autonomes (ACO²DA) : application à une plate-forme multi-véhicules." Thesis, Clermont-Ferrand 2, 2014. http://www.theses.fr/2014CLF22437/document.

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Abstract:

La complexité associée à la coordination d’un groupe de robots mobiles est traitée dans cette thèse en investiguant plus avant les potentialités des architectures de commande multi-contrôleurs dont le but est de briser la complexité des tâches à exécuter. En effet, les robots mobiles peuvent évoluer dans des environnements très complexes et nécessitent de surcroît une coopération précise et sécurisée pouvant rapidement devenir inextricable. Ainsi, pour maîtriser cette complexité, le contrôleur dédié à la réalisation d’une tâche est décomposé en un ensemble de comportements/contrôleurs élémentaires (évitement d’obstacles et de collision entre les robots, attraction vers une cible, planification, etc.) qui lient les informations capteurs (provenant des capteurs locaux du robot, etc.) aux actionneurs des différentes entités robotiques. La tâche considérée dans cette thèse correspond à la navigation d’un groupe de robots mobiles dans des environnements peu ou pas connus en présence d’obstacles (statiques et dynamiques). La spécificité de l’approche théorique consiste à allier les avantages des architectures multi-contrôleurs à ceux des systèmes multi-agents et spécialement les modèles organisationnels afin d’apporter un haut niveau de coordination entre les agents/robots mobiles. Le groupe de robots mobiles est alors coordonné suivant les différentes normes et spécifications du modèle organisationnel. Ainsi, l’activation d’un comportement élémentaire en faveur d’un autre se fait en respectant les contraintes structurelles des robots en vue d’assurer le maximum de précision et de sécurité des mouvements coordonnés entre les différentes entités mobiles. La coopération se fait à travers un agent superviseur (centralisé) de façon à atteindre plus rapidement la destination désirée, les événements inattendus sont gérés quant à eux individuellement par les agents/robots mobiles de façon distribuée. L’élaboration du simulateur ROBOTOPIA nous a permis d’illustrer chacune des contributions de la thèse par un nombre important de simulations
The difficulty of coordinating a group of mobile robots is adressed in this thesis by investigating control architectures which aim to break task complexity. In fact, multi-robot navigation may become rapidly inextricable, specifically if it is made in hazardous and dynamical environment requiring precise and secure cooperation. The considered task is the navigation of a group of mobile robots in unknown environments in presence of (static and dynamic) obstacles. To overcome its complexity, it is proposed to divide the overall task into a set of basic behaviors/controllers (obstacle avoidance, attraction to a dynamical target, planning, etc.). Applied control is chosen among these controllers according to sensors information (camera, local sensors, etc.). The specificity of the theoretical approach is to combine the benefits of multi-controller control architectures to those of multi-agent organizational models to provide a high level of coordination between mobile agents-robots systems. The group of mobile robots is then coordinated according to different norms and specifications of the organizational model. Thus, activating a basic behavior in favor of another is done in accordance with the structural constraints of the robots in order to ensure maximum safety and precision of the coordinated movements between robots. Cooperation takes place through a supervisor agent (centralized) to reach the desired destination faster ; unexpected events are individually managed by the mobile agents/robots in a distributed way. To guarantee performance criteria of the control architecture, hybrid systems tolerating the control of continuous systems in presence of discrete events are explored. In fact, this control allows coordinating (by discrete part) the different behaviors (continuous part) of the architecture. The development of ROBOTOPIA simulator allowed us to illustrate each contribution by many results of simulations

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Perozo, Niriaska. "Modélisation multi-agents pour systèmes émergents et auto-organisés." Toulouse 3, 2011. http://thesesups.ups-tlse.fr/1531/.

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Abstract:

Dans ce travail, une architecture multi-agents pour systèmes émergents et auto-organisés (MASOES) est définie. Cette architecture permet la possibilité de modéliser une système émergent et auto-organisés à travers une société d'agents (homogène ou hétérogène), qui travaillent de manière décentralisée, avec différents types de comportement: réactive, imitative et cognitive. En outre, ils sont capables de modifier dynamiquement leur comportement en fonction de leur état émotionnel, de sorte que les agents peuvent s'adapter dynamiquement à leur environnement, en favorisant l'émergence de structures. Pour cela, un modèle à deux dimensions affectives avec des émotions positives et négatives est proposé. L'importance de ce modèle affectif, c'est qu'il y a pas des modèles émotionnels pour étudier et comprendre comment modéliser et simuler émergentes et auto-organisés des processus dans un environnement multi-agent et aussi, son utilité pour étudier certains aspects de l'interaction sociale multi-agent (influence des émotions dans les comportements individuels et collectifs des agents). Leer fonéticamente D'autre part, une méthodologie pour faire la modélisation avec MASOES est spécifiée, elle explique comment décrire les éléments, relations et mécanismes au niveau individuel et collectif de la société d'agents, qui favorisent l'analyse de phénomène auto-organisatif et émergent sans modéliser le système mathématiquement. Il est également proposé une méthode de vérification pour MASOES basée sur le paradigme de la sagesse des foules et de cartes cognitives floues (CCFs), pour testé les spécifications de design et les critères de vérification établis, tels que: la densité, la diversité, l'indépendance, l'émotivité, l'auto-organisation et émergence, entre autres. Il montre également l'applicabilité de MASOES par des études de cas diverses dans différents contextes comme : Wikipedia, développement de logiciel gratuit et comportement collectif des piétons par le modèle de forces sociales. Finalement, les deux modèles proposés dans MASOES: le modèle multi-agent initiale et le modèle avec CCFs basé sur ce modèle multi-agent initiale se complètent mutuellement. Cela signifie qu'il est possible de tester le modèle multi-agent à travers le méta-modèle basé sur las CCFs. En outre, il représente une nouvelle alternative pour étudier, tester, vérifier ou valider l'auto-organisation et émergence dans les systèmes complexes et de tester le modèle multi-agent, car il est difficile de faire des tests dans ces systèmes pour le niveau d'incertitude et de complexité qu'ils traitent
In this work a multi-agent architecture for self-organizing and emergent systems (MASOES) is defined. This architecture allows the possibility of modeling a self-organizing and emergent system through a society of agents (homogenous or heterogeneous), who work in a decentralized way, with different types of behavior: reactive, imitative or cognitive. Also they are able to dynamically change their behavior according to their emotional state, so that the agents can adapt dynamically to their environment, favoring the emergence of structures. For it, a two-dimensional affective model with positive and negative emotions is proposed. The importance of this affective model is that there are not emotional models for studying and understanding how to model and simulate emergent and self-organizing processes in a multi-agent environment and also, its usefulness to study some aspects of social interaction multi-agent (e. G. The influence of emotions in individual and collective behavior of agents). On the other hand, a methodology for modeling with MASOES is specified, it explains how to describe the elements, relations and mechanisms at individual and collective level of the society of agents, that favor the analysis of the self-organizing and emergent phenomenon without modeling the system mathematically. It is also proposed a verification method for MASOES based on the paradigm of wisdom of crowds and fuzzy cognitive maps (FCMs), for testing the design specifications and verification criteria established such as: density, diversity, independence, emotiveness, self-organization and emergence, among others. It also shows the applicability of MASOES for modeling diverse case studies (in a diversity of contexts) such as: Wikipedia, Free Software Development and collective behavior of pedestrians through the Social Force Model. Finally, the two models proposed in MASOES: the initial multi-agent model and the model with FCMs based on that initial multi-agent model complement each other. This means that it is possible to test the multi-agent model through the meta-model based on FCMs. Besides, it represents a novel alternative to study, test, verify or validate self-organization and emergence in complex systems and test the multi-agent model, since it is difficult to make tests in these systems directly, given the level of uncertainty and complexity they manage

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Bindel, Sébastien. "Algorithmique et applications pour les flottes hétérogènes multiniveaux de matériels mobiles communicants autonomes." Thesis, Bordeaux, 2016. http://www.theses.fr/2016BORD0172/document.

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Abstract:

Les véhicules autonomes sont des engins mobiles caractérisés par l’absence de pilote à leur bord et font partie d’un système plus global comprenant des éléments tels qu’une station de contrôle. Ils présentent la particularité d’avoir une conception spécifique liée à la mission assignée et peuvent être déployés dans des milieux divers et hétérogènes, incluant le milieu spatial, aérien,terrestre, marin de surface et sous-marin.Certaines missions requièrent la coopération de véhicules hétérogènes, où chaque type de véhicule réalise une mission locale pour permettre la réalisation d’une mission globale. La coopération entre les véhicules nécessite l’interopérabilité des communications. Même si des efforts ont été entrepris dans ce sens en normalisant les couches applicatives, ces travaux restent insuffisants.En effet, il n’existe pas de protocole qui assure l’acheminement des données entre différents types de véhicules qui possèdent une mobilité propre et utilisent parfois des médias de communication différents, comme les engins sous-marins et terrestres. L’objectif principal de cette thèse est de permettre à tous les engins de communiquer entre eux et de rendre cette interconnexion transparente. Pour cela, nous adoptons une approche multicouche qui nous permet de diffuser et d’acheminer des données vers n’importe quel engin. Il devient alors possible pour chaque véhicule de transmettre des données de manière transparente à un autre véhicule de nature différente sans connaître la topologie globale du réseau. Pour cela nous avons conçu un protocole de routage qui adapte sa politique en fonction du contexte et de l’environnement.Nous exploitons également un mode de diffusion qui permet de transmettre des données vers un engin faisant partie d’un groupe cible en nous basant sur leurs caractéristiques afin d’acheminer les données de manière optimale
Unmanned vehicles are defined as autonomous entities with no operator on board. They are a part of a global system called Unmanned System which also includes elements such as a control station. These vehicles are designed to fulfil the requirements of assigned missions and can be deployed in spatial, aerial, terrestrial and maritime environments. Since a mission cannot be accomplished with a single vehicle, vehicles have to cooperate in order to achieve a global mission. However, cooperation requires communication interoperability between all vehicles. Even if previous works have standardized application protocols, it is not sufficient to ensure data delivery between all vehicles, since they have a specific mobility pattern and sometimes different network interfaces. The main goal of this thesis is to offer a seamless network, including all kinds of unmanned systems. We propose a cross layer approach in order to route and deliver data to any vehicle. In this context, each vehicle is able to transmit data to another without information on the global topology. We have developed a routing protocol, which adapts its strategy, according to the contextand to the network environment. In addition, we exploit the any cast diffusion technique based on vehicles features in order to adopt an optimal routing scheme

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Dissertations / Theses on the topic 'Agents et systèmes autonomes'

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