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控制人口。 (英语) Zbl 1437.68176号

摘要:我们引入了一个新的设置,其中统一控制由有限状态系统建模的代理群体:控制器对每个代理应用相同的操作。这个框架很大程度上是受生物系统的控制启发的,即酵母菌种群,在那里控制器只能改变所有细胞共有的环境。我们研究了此类群体的同步问题:无论单个代理对控制器的行为如何反应,控制器的目标都是将所有代理同步驱动到目标状态。代理自然由非确定性有限状态自动机(NFA)表示,每个代理都是如此,整个系统编码为一个2人游戏。第一个参与者(控制器)选择动作,第二个参与者(代理)解决每个代理的非确定性。带有(m)个代理人的博弈称为(m)人口博弈。这导致了参数化控制问题(其中控制指的是双人游戏),即人口控制问题:无论代理做什么,控制器都能控制所有(m\in\mathbb{N})的人口游戏吗?
在本文中,我们证明了人口控制问题是可判定的,并且它是一个过期-完全问题。据我们所知,这是关于参数化系统控制的第一个结果之一。我们的算法不是基于截止技术,它产生了象征性的获胜策略,也就是说,它们不需要精确计算人口在各州之间的分布情况。我们的算法产生的获胜策略在同步时间方面是最优的:所有代理在目标状态下同步之前的最大步数在代理数(m)上是多项式,在NFA大小上是指数。我们还证明了如果不存在获胜策略,那么存在一个种群规模M,使得Controller在当且仅当(M\leqM)的情况下赢得(M\population game。令人惊讶的是,在NFA的状态数方面,(M)可以是双指数的,具有严格的上下限。

MSC公司:

68T42型 Agent技术与人工智能
2017年第68季度 问题的计算难度(下限、完备性、近似难度等)
65年第68季度 形式语言和自动机
60年第68季度 规范和验证(程序逻辑、模型检查等)
68问题85 并发和分布式计算的模型和方法(进程代数、互模拟、转换网等)
91A80型 博弈论的应用
93甲16 多代理系统
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全文: arXiv公司

参考文献:

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