Fachpraktikum Künstliche Intelligenz (01522) Multiagentenprogrammierung

Erläuterungen:

Ein Multiagentensystem (MAS) [1] ist eine Abstraktion eines Systems, in dem mehrere unabhängige Akteure (=Agenten) miteinander kooperieren und konkurrieren, um Ihre individuellen Ziele zu erreichen. Sie können beispielsweise für die Simulation realer Szenarien, wie soziale Interaktionen zwischen Personen, Strassen­ver­kehrs­situa­tionen, oder Analyse biologischer Multiagentensystem (wie Bienen oder Ameisen) genutzt werden. Weitere Anwendungen finden sich beispielsweise in der Filmindustrie zur Visualisierung komplexer Szenen mit vielen Beteiligten¹⁾ und insbesondere bei der Entwicklung von KIs in Computerspielen [2].

Das Thema dieses Fachpraktikum ist das Erlernen theoretischer Grundlagen zu Multi­agen­ten­sys­temen und deren praktische Anwendung im Rahmen des aktuellen Szenarios²⁾ des Multi-Agent Programming Contests³⁾. In diesem Szenario konkurrieren zwei Agententeams in einer gemeinsamen Umgebung um Punkte, die bei Erfüllung gewisser Aufgaben vergeben werden. Agenten müssen dabei bestimmte Gegenst ̈ande in der Umgebung finden, aufnehmen, und ggfs. mit anderen Gegenständen kombinieren um Aufgaben erfolgreich zu erfüllen. Die Agenten eines Teams müssen dabei kooperieren um Aufgaben möglichst schnell zu erledigen und gleichzeitig konkurrieren Sie mit dem anderen Team und können dieses behindern.

Das Ziel des Fachpraktikums ist die Entwicklung und Implementierung von Agententeams, die im oben beschriebenen Szenario erfolgreich agieren können.

• [1] Gerhard Weiss (Editor). Multiagent Systems: A Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence. MIT Press, 1999.
• [2] Mikayel Samvelyan, Tabish Rashid, Christian Schroeder de Witt, Gregory Farquhar, Nantas Nardelli, Tim G. J. Rudner, Chia-Man Hung, Philip H. S. Torr, Jakob Foerster, Shimon Whiteson. The StarCraft Multi-Agent Challenge. arXiv:1902.04043v5, 2019.

• 1) https://en.wikipedia.org/wiki/MASSIVE_(software)
• 2) https://github.com/agentcontest/massim_2020/blob/master/docs/scenario.md
• 3) http://multiagentcontest.org

Inhaltliche Voraussetzungen:

Keine.

Formal nach Prüfungsordnung:

• B.Sc. Informatik: Studieneingangsphase ist abgeschlossen, die Module Grundpraktikum Programmierung, Grundlagen der Theoretischen Informatik und Softwaresysteme sind bestanden
• M.Sc. Informatik: erfolgreicher Abschluss von zwei Wahlpflichtmodulen
• M.Sc. Praktische Informatik: erfolgreicher Abschluss von zwei Wahlpflichtmodulen
• M.Sc. Wirtschaftsinformatik: erfolgreicher Abschluss von drei Wahlpflichtmodulen

Für alle bereits seit dem Sommersemester 2019 oder früher eingeschriebenen Studierenden in Studiengängen der Informatik gelten Übergangsbestimmungen gemäß der Prüfungsordnung.

Bemerkungen:

Das Fachpraktikum beginnt mit einer Online-Einf ̈uhrungsveranstaltung, bei der eine ̈Ubersicht ̈uber Multi­agen­ten­sys­teme, sowie die zu bearbeitende Problemstellung gegeben wird. Die Prak­ti­kums­teil­neh­mer werdenin kleineren Teams (jeweils 4-5 Studierende) aufgeteilt, die jeweils unabhängig voneinander ein Agententeam für das Szenario entwickeln und implementieren. In regelmäßigen Abständen (ca. monatlich) wird ein Turnier abgehalten, bei dem die verschiedenen Agententeams gegeneinander antreten. Die dabei gemachten Erfahrungen sollen in die Weiterentwicklung der einzelnen Agententeams einfliessen. Am Ende des Praktikums ist die entwickelte Software und eine schriftliche Ausarbeitung abzugeben. In einer finalen Veranstaltung hält jeder Teilnehmer einen Vortrag von ca. 10 Minuten zu einem Teilaspekt des Praktikums.