Elke organisatie heeft een vorm op maat nodig

(Coordination in multi agent systems)

Vanuit het overkoepelende ICIS concept werkt een aantal van de vele ICIS-onderzoekers aan de effectiviteit van de samenwerking tussen mensen en intelligente machines (agents). Meer specifiek: mens-machine-samenwerking bij besluitvorming in crisissituaties.

De meeste computersystemen zijn statisch. Ze passen zich niet aan bij veranderingen, waardoor zij niet optimaal presteren.

Welke kennis hebben computersystemen nodig om zelf hun organisatievorm aan te passen als hun omgeving verandert? En welke beslissingsprocessen horen daarbij?

Een kleine groep mensen is in staat moeilijke opdrachten uit te voeren. Daarvoor maken ze vaak onderling afspraken over wie wat doet. Dat is duidelijk en overzichtelijk. Maar komen er plots honderd mensen bij, dan werkt dit niet meer en ontstaat chaos.

Om de taak toch te kunnen voltooien, is een andere organisatie nodig. Bijvoorbeeld door de groep op te splitsen in subgroepen, die elk hun eigen baas hebben. Er zijn verschillende organisatievormen mogelijk. Beleidsbepalers kiezen de vorm waarmee zij het beste resultaat denken te bereiken.

Eigen initiatief

Voor computersystemen geldt hetzelfde. Een goede organisatievorm moet worden afgestemd op de taakstelling, de omgeving en de situatie. Verandert één van deze factoren, dan moet een systeem daarop kunnen inspelen om de prestaties optimaal te houden.

In de ideale situatie gebeurt dit zonder menselijke tussenkomst. Er is echter weinig bekend over hoe dit moet. Mattijs Ghijsen probeert met zijn promotieonderzoek Coordination in Multi-agent systems te bepalen welke kennis computersystemen nodig hebben om op eigen initiatief hun organisatievorm aan te passen. Met een minimaal rendementverlies.

Simulator

Het is voor de onderzoeker bijna onmogelijk om zulke grote computersystemen na te maken voor experimenten. De omgeving is daarvoor te complex en als je het zo realistisch mogelijk wilt maken, kost dat een enorme hoeveelheid tijd en geld.

Simulatoren zijn daarom essentieel voor dit onderzoek. Tijdens de eerste proeven bleken bestaande simulatiemodellen op het gebied van crisismanagement echter niet geschikt voor de beoogde experimenten.

Ghijsen, toentertijd verbonden aan de Human Computer Studies-groep van de Universiteit van Amsterdam, heeft daarom zelf een nieuwe gesimuleerde omgeving ontworpen waarbinnen hij zijn experimenten wel kan uitvoeren.

Dit vergroot de mogelijkheden aanzienlijk. Het is nu mogelijk om diverse organisaties uit te proberen. Tal van zaken in de omgeving kunnen worden aangepast. Zo kan de onderzoeker de opdracht veranderen of de taak uitbreiden. Door het simulatiemodel kan het effect daarvan nauwlettend worden bestudeerd.

Robots kiezen zelf een leider

Ghijsen probeert flexibele computersystemen te maken die in een moeilijke, of snel veranderende omgeving, toch hun werk kunnen doen.

Alle hulpdiensten hebben bijvoorbeeld een eigen informatiesysteem. Bij een calamiteit beginnen deze systemen gegevens uit te wisselen. Bij een brand worden de computers van de brandweer het zwaarst belast.

Door dit promotieonderzoek wordt het mogelijk dat de overige systemen zelfstandig beslissen om een deel van hun capaciteit af te staan. Zo kunnen ze voorkomen dat het brandweersysteem overbelast raakt, met alle gevolgen van dien.

Als de brand is geblust, schakelen de systemen automatisch weer terug. Het gaat hierbij wel om ondersteunende systemen.

Bepalen welke hulpdienst bij een calamiteit wordt ingezet, blijft mensenwerk.

Tunnelvisie

Stel: er is een tunnel ingestort. Reddingswerkers zouden dan robots de tunnel in kunnen sturen om het puin te ruimen en mensen te redden. De robots kunnen dan zelf ter plekke bepalen hoe ze zich het beste kunnen organiseren.

Als de situatie verandert, doordat er bijvoorbeeld extra machines bijkomen of doordat de communicatie wegvalt, zorgen de robots er zelf voor dat het geen chaos wordt. Bijvoorbeeld door een leider te benoemen of juist zelf meer initiatief te nemen.

Resultaten tot nu

De eerste experimenten hebben aangetoond dat systemen die zelf hun organisatievorm kunnen aanpassen aan een veranderende omgeving, beter presteren dan statische systemen.

Toekomstig onderzoek

De nieuw ontworpen simulator maakt gestructureerder onderzoek mogelijk naar zelforganiserende multi-agentsystemen. Onderzoeker Mattijs Ghijsen wil daarom een handleiding samenstellen voor collega-wetenschappers.

Dit naslagwerk zal tips en praktijkvoorbeelden bevatten over de manier waarop het gedrag van computersystemen binnen een simulatieomgeving beïnvloed kan worden en hoe de opbrengst van het onderzoek kan worden geïnterpreteerd.

Zie voor meer informatie: Mattijs Ghijsen
Zie ook RoboCup Rescue

Download de project PDF