Entwicklung systemtheoretischer Methoden zur Analyse und zum Entwurf von Agentensystemen (AUREG-IST)

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Ein Agentensystem besteht aus autonomen Systemen, meist in Form von einzelnen Softwareeinheiten (Agenten) realisiert, welche im allgemeinen Fall durch selbstständiges Kommunizieren, Entscheiden und Handeln vorgegebene Problemstellungen lösen können. Insbesondere eignen sich Agentensysteme für die systematische Bewältigung von komplexen Aufgabenstellungen, wie sie zum Beispiel in der modernen Automatisierungstechnik auftreten. Dem steht jedoch der große Nachteil gegenüber, dass eine rigorose systemtheoretische Analyse von Agentensystemen seither nicht möglich ist und dass Agenten mit garantierten Eigenschaften bislang nicht systematisch entworfen werden können. An dieser Stelle greift das beantragte Projekt ein. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung von systemtheoretischen Methoden zur Analyse und zum Entwurf von agentenbasierten Automatisierungs- und Regelungssystemen. Im Vordergrund stehen dabei die exakta mathematische Analyse von Systemeigenschaften und der Entwurf von Agentensystemen mit garantiertem Systemverhalten, z.B. um den hohem Sicherheitsanforderungen in automatisierungstechnischen Anwendungen gerecht zu werden. Konkret soll im beantragten Projekt zum Einen eine neue Analysemethode entwickelt werden, die es erlaubt, Stabilitätseigenschaften von einer Klasse von Agentensystemen zu charakterisieren und zu analysieren. Die betrachtete Klasse von Agentensystemen zeichnet sich dadurch aus, dass die einzelnen Agenten mit Hilfe von “wenn-dann-sonst”-Regeln als schaltende Systeme modelliert werden können. Zum Anderen soll eine systematische Entwurfsmethode entwickelt werden, die es erlaubt, allgemeine Agentensysteme so zu entwerfen, dass garantierte mathematische und systemtheoretische Aussagen über ein bestimmtes Systemverhalten des Agentsystems gemacht werden können. Um die praktische Anwendbarkeit zu ermöglichen, sollen die neuen Methoden so formuliert werden, dass die Analyse und der Entwurf mit Hilfe von effizienten numerischen Algorithmen am Rechner durchgeführt werden können.