[PDF] Réorganisation et auto-organisation dans les systèmes multi-agents

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Réorganisation et auto-organisation

dans les systèmes multi-agents

G. Picard

a picard@emse.frJ. F. Hübnera hubner@emse.frO. Boissiera boissier@emse.frM.-P. Gleizesb gleizes@irit.fr a Département SMA, Centre G2I, Ecole nationale supérieure des mines de Saint-Etienne, France bInstitut de Recherche en Informatique de Toulouse, Université de Toulouse, France

RésuméRécemment, les aspects sociaux et organisation-nels sont devenus des sujets de recherche ma-

jeurs en systèmes multi-agents (SMA). Les tra-vaux conduits peuvent être déclinés suivant unpoint de vue centréagent(ACPV) et un pointde vue centréorganisation(OCPV), dans les-quels la notion centrale de dynamique des orga-nisations est considérée. Dans ACPV, cette no-

tion correspond à des phénomènes ascendantset émergents qui sont regroupés sous le termegénéral d"auto-organisation. Dans OCPV, cettenotion d"organisation nourrit un large panel detravaux relatifs à laréorganisationformelle etdescendante d"organisations préexistantes ins-

tallées dans le SMA. Dans cet article, nous pro-posons de positionner ces approches afin deconstruire une vision synthétique de la dyna-mique des organisations dans les SMA.

Mots-clés :Réorganisation, auto-organisation

Abstract

In the last years, social and organisational as-pects of agency have become a major issuein multi-agent systems" research. The conduc-ted works may be structured along two mainpoints of view : an agent centred point of view

(ACPV) and an organisation centred point ofview (OCPV). In both approaches the centralnotion of multi-agent organisation dynamic isconsidered. In ACPV, this notion leads to a kindof informal, bottom-up, emergent phenomenathat we regroup under the general term ofself-

organisation. In OCPV, this notion gives birth toa huge set of works related to thereorganisationof the formal, top-down, pre-existent organisa-tions that are installed in the MAS. In this pa-per,weproposetopositionthesetwoapproaches

to build a comprehensive picture of organisationdynamic in multi-agent systems.

Keywords:Reorganisation, self-organisation

1 Introduction

Notre but dans cet article est d"étudier et de pro-

poser une vue synthétique des moyens de rendredes organisations multi-agents adaptatives à ladynamique, à l"ouverture et aux environnements

à grande échelle. Dans le domaine des systèmesmulti-agents (SMA), les communautés SASOet COIN s"intéressent principalement à de tels

sujets. La communauté SASO

1(Self-Adaptiveand Self-Organizing systems) étudie les organi-sations sous l"angle des phénomènes émergents

dans les systèmes complexes. Dans le contextedes SMA, nous pouvons caractériser ce point devue comme étantcentré agent(ouagent-centredpointofview-ACPV)[30].Eneffet,lesconcep-teurs de tels systèmes s"intéressent principale-ment aux parties du système à construire, à sa-

voir les agents. En spécifiant et concevant descomportements locaux et des interactions pair-à-pair adéquats, la fonctionnalité globale du sys-tème est le résultat des interactions complexes etdes dynamiques au sein de la société d"agents.Cependant, une telle approche de conception in-

troduitsouventdesphénomènesimprévisiblesetnon vérifiablesa priori, le comportement globalétant plus qu"une simple juxtaposition de com-

portements d"agents. La communauté COIN 2

(Coordination, Organisation, Institutions andNorms in agent systems) a pour but l"ingénie-rie de mécanismes effectifs de coordination etde régulation dans le cadre de la conceptionde SMA ouverts et complexes. Contrairement à

la communauté SASO, COIN se focalise prin-cipalement sur un point de vuecentré orga-nisation(organisation centred point of view-OCPV), dans lequel le concepteur spécifie d"unepart l"organisation et les schémas de coordina-tion dans leur intégralité et d"autre part les com-

portements des agents vis-à-vis de cette organi-sation. En fonctionnement, les agents peuventconsidérer les contraintes définies par l"organi-sation comme étant obligatoires ou comme étantde simple propositions pour la coordination deleurs actions collectives. Les systèmes définis

selon OCPV peuvent donc assurer certains inva-riants comportementaux ou de performance pro-venant des spécifications de l"organisation.

Comme nous pouvons le voir, le termeorga-1.http://www.saso-conference.org/

2.http://www.pcs.usp.br/~coin/

nisationest à l"intersection de ces deux ap-proches. Cet article vise principalement à cla-rifier les différences et les points communs deces deux visions, en nous focalisant sur le pro-

cessus d"organisation. Nous utiliserons dans cetarticle, le termeréorganisationpour désigner lamise en oeuvre de ce processus selon l"OCPV etles approches descendantes - outop-down, duniveau macro (organisation) vers le niveau mi-

cro (agents). Nous utiliserons le terme d"auto-organisationpour désigner la mise en oeuvrede ce processus selon le point de vue ACPVet des approches ascendantes - oubottom-up,du niveau micro vers le niveau macro - où,defacto, une adaptation ou une modification de

l"organisation est émergente. Nous étudions dif-férentes convergences et complémentarités pos-sibles entre ces deux processus. Dans la sec-tion 2, nous fournissons en premier lieu unevue synthétique du concept d"organisation dansles SMA. Cette section dresse également une

comparaison des deux principaux points de vuesous l"angle de l"adaptation et de la vérification.La section 3 analyse le processus d"adaptationdes organisation dans ACPV et OCPV, afin deproposer dans la section 4 une définition desconcepts d"auto-organisation et de réorganisa-

tion. Enfin, la section 5 conclut cet article avecquelques perspectives.

2 Vision synthétique

Il manque actuellement une définition claire etconsensuelle de ce qu"on nomme " organisa-

tion » dans les SMA. Sa signification varie sou-vent entre deux visions basiques [29] : (i) uneentité collective ayant sa propre identité quiest représentée par (mais pas identique à) ungroupe d"agents exhibant des structures sociales

hautement formalisées [40], (ii) un schéma oustructure stable d"activités conjointes qui peutcontraindre ou affecter les actions et les interac-tions des agents pour un but donné [6]. Commenous pouvons le voir, dans le sens général, uneorganisation réfère à unschéma de coopération

pouvant être plus ou moins (voire pas du tout)formalisé. Comme en sociologie [2], elle peutconcerner l"expression d"une division du travail,d"une distribution de rôles, d"un système d"au-torité, d"un système de communication, ou en-core d"un système de contribution-rétribution.

Ce panel de sujets peut également être étenduau savoir, à la culture, à la mémoire ou à l"his-toire du collectif [19]. L"approche autopoïétiquede son côté voit une organisation comme unréseau de processus se régénérant et définis-sant le système en tant qu"entités concrètes [34].

C"est ce que [36] expriment en des termes diffé-rents lorsqu"ils proposent unedéfinition d"orga-nisation, du point de vue auto-organisationnel, à

trois niveaux : (i) un ordre (ou mesure) sur les

organisations, i.e. une application de l"ensembledes organisations vers l"ensemble des nombresréels; (ii) un processus dans un système danslequel la mesure précédente croît avec le temps(de moins organisé à plus organisé); (iii) lastructure résultant de cette précédente évolution.

Toutes ces visions ne sont pas mutuellement ex-clusivesetontdonnélieuàdifférentesapprochesdans le domaine des SMA. Comme dans [3],nous nous focalisons sur quelques caractéris-tiques afin de construire une vision synthétique.

Tout d"abord, nous prendrons en compte le pro-cessus de définition de l"organisation des agents,puis nous considérerons sa représentation ausein des agents. Comme toute classification,notre proposition a ses limites et doit être consi-dérée comme une grille d"analyse des différents

travaux et non comme une vision cloisonnée etfigée des organisations en SMA. De plus, nousnous intéressons ici aux moyens de manipulerune organisation, et non à sa forme. Une ana-lysedesorganisationsd"untelpointdevuesere-trouve dans [17]. Enfin, le concepteur peut par-

faitement avoir une vision agent ou une visionorganisation, mais l"observateur - juge final dusystème - n"utilise pas toujours la même vision.

2.1 ACPV vs. OCPV

Le premier axe de la grille est une extension des

points de vue centré agent et centré organisationinitialement proposés dans [30].

Le point de vuecentré agentconsidère lesagents comme étant le "moteur" de l"organi-sation. Les organisations n"existent qu"en tant

que phénomènes émergents observables qui éta-blissent une vision, globale, objective et ascen-dante, des schémas de coopération entre lesagents (voir première ligne dans la Fig. 1-a-b). Par exemple (cas(a)), dans une colonie de

fourmis, aucune contrainte comportementale etorganisationnelle n"est explicitement et directe-ment définie dans les fourmis [15]. L"organisa-tion est le résultat d"un comportement collec-tif émergent conséquence de la façon pour lesagents d"agir et d"interagir dans un environne-

ment dynamique commun [35]. Un point de vuesimilaire peut être considéré dans les différentesapproches réactives de la littérature [39]. D"unpointdevuepluscognitif(cas(b)),lesétudessurla formation de coalitions définissent des méca-nismes (au sein des agents, comme le raisonne-

ment social [41], par exemple), pour construireles schémas de coopération, structurant et ai-dant les agents dans leurs activités collabora-tives, lors d"un processus ascendant.

Ascendant Descendant

Conscience de l'organisation Inconscience de l'organisation

Spécification de l'org. Organisation observée Représentation locale Concepteur / Observateur Entité de l'org.

Centré agent Centré organisation (a) (c) (b) (d) FIGURE1 - Vue synthétique : (a) SMA émergents; (b) SMA basés sur les coalitions; (c) Ingénie-rie orientée agent; (d) SMA orientés organisation. Le concepteur/observateur peut être le dévelop-peur/utilisateur (cas exogène) ou un ensemble d"agents (cas endogène).

Le point de vuecentré organisationest orientévers la direction opposée : les organisationsexistent en tant qu"entités explicites du système(voir la deuxième ligne dans la Fig. 1-c-d). Ilsouligne l"importance d"une dimension supra-individuelle et l"usage de primitives différentes

de celles des agents. Un schéma de coopérationest fixé par le concepteur (ou par les agents eux-mêmes) et installé de manière descendante afinde contraindre ou de définir les comportementsdes agents. Notons que l"observateur du systèmepeut obtenir une description de l"organisation

du système. Par exemple, dans une école, ondispose de documents établissant comment cetétablissement est organisé. Bien sûr, en plus dela description explicite de l"organisation, l"ob-servateurpeutégalementobserverl"organisationréelle de l"école qui est possiblement différente

de l"organisation formellement définie.

2.2 Représentation de l"organisation

En considérant l"architecture des agents, nouspouvons affiner ces deux points de vue en sui-vant l"axe orthogonal sur la capacité des agentsà se représenter et à raisonner sur l"organisation.

Dans la première colonne de la Fig. 1, lesagents ne connaissent rien à propos de l"organi-

sation. Dans le cas(a)les agents ne représententpas l"organisation, bien que l"observateur puisseidentifier une organisation émergeant des inter-actions entre agents. Dans un sens, Ils ne sontpas conscientsd"appartenir à une organisation.Ils peuvent néanmoins avoir une représentation

locale, interne et partielle des autres agents.Dans le cas(c), l"organisation existe commeun schéma spécifié et formalisé, construit parle concepteur des agents, mais les agents nesavent rien de cette organisation et ne peuventdonc raisonner sur ce sujet. Ils s"y conforment

simplement comme si les contraintes organisa-tionnelles étaient codéesen duren eux - parexemple, le SMA résultant d"un déroulementd"une méthode de développement orientée agentoù le code des agents est généré à partir de spé-cifications organisationnelles [1].

Dans la seconde colonne, nous considérons lescas où les agents ont une certaine représentationouconscience de l"organisationdans laquelle ilsévoluent. Dans le cas(b), chaque agent possèdeune représentation des schémas de coopération

qu"il suit afin de décider que faire - par exemple,les réseaux de dépendances pour la formationdecoalitions[41].Cettereprésentationlocaleestobtenue par les perceptions, les communicationsou des raisonnements explicites (comme le rai-sonnementsocialdans [41])cariln"ya,apriori,

dans une vue centrée agent, aucune représenta-tion globale explicite de l"organisation définie.Les agents sont capables de raisonner sur l"or-ganisation et de l"utiliser afin d"initier des co-opérations avec d"autres agents.

Toutefois, les frontières entre ces différentes ca-tégories sont floues et perméables. Dans la lit-térature, certaines approches organisationnellespour les SMA correspondent à des cas de laFig. 1, alors que d"autres s"étendent sur plu-

sieurs cases. Les propositions concernant les ap-proches de réorganisation pour les organisationsformelles peuvent combiner les cas(b)et(d)

dans le sens où les agents utilisent leurs propres

mécanismes internes pour adapter l"organisationimposée par le système. Les manipulations as-cendantes ou descendantes d"une organisation

peuvent être réalisées soit de manièreendogène(par les agents appartenant à l"organisation eux-mêmes) ou de manièreexogène(par une entité,humain ou agent, hors du système).

2.3 Positionnement des travaux en SMA

Pour être plus clair, nous pouvons positionnerquelques SMA concrets et approches existantesdans la grille.

SMA à organisation émergente (en haut àgauche): ici les agents sont incapables de rai-sonner sur l"organisation puisqu"elle n"est pasmodélisée. Les agents s"auto-organisent de pair-à-pair ou en utilisant des communications in-

directes via l"environnement. Comme exemple,nous pouvons citer lesswarm systems[36]. Lesagents peuvent aussi avoir une représentation lo-cale d"autres agents comme dans certains SMAadaptatifs (AMAS) [21] et plus généralement,tous les travaux provenant de la communauté

SASO.

SMA basés sur les coalitions (en haut à droite):ici les agents sont toujours incapables de rai-sonner sur l"organisation globale mais peuvent

construire des modèles propres, plus ou moinsdétaillés, des interactions et des relations de dé-pendance avec leurs voisinage en respectant desrègles sociales et des schémas prédéfinis. Desexemples classiques de telles approches sont lesSMA basés sur lecontract net protocol[42],

dans lesquels les agents se construisent des re-présentations des autres agents au fil des interac-tions et des expériences avec ces derniers. Dansce cas l"organisation est une composition detoutes ces représentations locales. De manièreplus élaborée, les coalitions multi-agents [41]

raisonnent directement sur des schémas de co-opération.

Ingénierie orientée agent (en bas à gauche):cette catégorie d"approches considère l"orga-nisation durant la conception. Les organisa-

tions sont spécifiées avant l"implémentation desagents. Des exemples de telles approches seretrouvent principalement dans la communautéAOSE (Agent Oriented Software Engineering)qui propose de nombreuses méthodes orientées

(multi-)agent se focalisant sur les modèles or-ganisationnels comme dans MaSE [12], INGE-NIAS [37] ou bien ASPECT pour les approchesholoniques basées sur CRIO [10].

SMA orientés organisation (en bas à droite):

ces approches sont influencées à la fois par l"in-génierie orientée agent et le raisonnement so-cial, dans le sens où les organisations sont ma-

nipulées par le concepteur pour spécifier le sys-

tème à concevoir et par les agents ont une re-présentation de cette organisation et peuvent ef-fectuer des actes organisationnels et ainsi po-tentiellement modifier l"organisation. AGR [18],TAEMS [31], STEAM [45],MOISE+[25] ouISLANDER[16] en sont de bons exemples

2.4 Vérification vs. adaptation

Revenons à présent aux motivations principales

de l"existence des deux points de vue présentés.D"un côté, la communauté SASO vise à déve-

lopper des systèmesadaptatifsen s"inspirant desystèmes naturels, biologiques et physiques pré-sentant de réelles capacités d"adaptation et d"au-tonomie. Cependant, de telles propriétés sou-lèvent également quelques problèmes majeurs

de conception : comment assurer que le systèmeconvergera vers un état spécifié et non s"adap-ter et changer constamment? D"un autre côté, lacommunauté COIN s"intéresse principalement àla définition de schémas de coordination et d"or-ganisation, à des normes. Dans certains travaux,

une attention particulière est mise sur la capa-cité à vérifier dans ces propositions le compor-tement du système vis-à-vis des schémas spéci-fiés. Néanmoins, un tel modèlea prioride l"or-ganisation représente une limitation certaine dupotentiel d"adaptation, commune aux approches

demodel checking: comment peut-on modéli-ser toutes les changements d"organisations pos-sibles au moment de la conception?

Comme nous le voyons ces deux points de vuese focalisent sur deux extrema opposés d"unmême spectre allant de l"adaptation totale à lavérification totale. Entre ces deux extrêmes, desmoyens termes peuvent être atteints : des sys-

tèmes dans lesquels des vérifications partiellespeuvent être menées, des systèmes dans lesquelsde la vérification totale est réalisable sous cer-taines hypothèses. Nous allons nous intéresserà identifier les complémentarités afin de dres-

ser des perspectives d"unification des approchesauto- et réorganisationnelles.

3 Où sont l"auto-et leré-dans

l"adaptation d"organisations? Dans cette section, nous analysons différents as- pects concernant les deux principales approches

pour l"adaptation des organisations - la réorga-nisation et l"auto-organisation - au travers desquestionsquoi,qui,pourquoi,quandetcom-ment.

3.1 Qu"est-ce qui est changé?

Changer l"organisation peut simplement impli-

quer des changements au sein du système à dif-férents niveaux (agents, coalitions, etc.) ou endifférentes mesures (changement de poids, detopologie, etc.). Ces changements peuvent dé-pendre fortement du point de vue adopté (ACPVou OCVP) et sur les capacités organisationnelles

des agents (étant conscients ou non de l"organi-sation).

Dans lesSMA à organisation émergente, l"or-ganisation observée peut être changée diffé-remment : configuration spatiale, voisinages,différentiation/spécialisation des individus, etc.

Dans de nombreuses approches, la configu-ration spatiale contraint fortement les capaci-tés et le potentiel que le système peut exhi-ber. Par conséquent, l"adaptation du systèmes"effectue en changeant la cette configurationde telle sorte que le système se comporte de

manière plus adaptée à la pression de l"en-vironnement perçue ou subie. Par exemple,dans un mécanisme auto-construit, les compo-sants mécaniques (agents) changent eux-mêmesleurs connexions à d"autres composants afin

d"optimiser une fonction de trajectoire, quipeut changer en cours de fonctionnement, sansêtre conscients de la forme globale, donc del"organisation, du mécanisme [4]. Ce genred"adaptation se retrouve en robotique collec-tive où la position spatiale des agents est for-

tement liée aux plans qu"ils doivent exécu-ter [11]. L"organisation observée peut égale-ment être modifiée en changeant les parte-naires des agents ou la façon avec laquelleils interagissent entre-eux. On retrouve de telsmécanismes de régulation dans les systèmes

épidémiques (gossip), les marchés (création-destruction) ou bien les communautés d"intérêtsbasées sur la confiance. D"autres exemples demécanismes auto-organisateurs sont égalementprésentés dans [13, 23]. Adapter un systèmepeut aussi être effectué à travers des change-

ments de tâches, de buts à atteindre. Dans les ap-proches bio-inspirées, l"auto-différenciation ins-talle une sorte d"allocation de rôles (du pointde vue de l"observateur) ascendante et impli-cite [15].

Dans lesSMA basés sur les coalitions, la to-

pologie de l"organisation est exprimée en termede configurations sociales locales : les voisi-nages, les coalitions exprimées en termes depouvoirs, de dépendances, ou d"engagementssociaux. L"organisation peut ainsi être modifiéeen changeant les partenaires avec lesquels les

agentscoopèrentouleurmanièred"interagir.Parexemple, les agents modifient leur façon d"inter-agir en fonction d"une évaluation de lacroyancequi est calculée en utilisant des expériences pas-

sées et des opinions provenant d"autres agents[7]. Ce mécanisme local de régulation guide lesystème vers un ordre social. Les coalitions sontégalement construites et détruites en utilisant detels mécanismes dans les places de marché [9].Dans des solveurs distribués de problèmes sous

contraintes, une coalition est définie/modifiée àpartir d"une élection dépendant de l"état cou-rant du voisinage (par exemple, l"agent le pluscontraint est élu pour proposer une solution) oude l"avancement dans la résolution [33].

Pour lesSMA orientés organisation, comme ilexiste une spécification explicite, le changementd"organisation peut être considéré à deux ni-veaux : (i) modification de la définition mêmel"organisation et (ii) modification de l"alloca-

tion des rôles aux agents. Un exemple du pre-mier cas se retrouve dans les travaux de [26],dans lesquels les agents sont capables d"évaluerleur organisation, d"identifier que le problèmeest causé par la définition ou spécification cou-rante, et ainsi de décider de modifier la spécifi-

cation. Ce genre de changements implique nor-malementdeschangementsdansl"allocationdesrôles. Dans le second cas, la réorganisation peutconsister en la reproduction et la compositiond"agents afin de réassigner les rôles joués par

les agents [27]. Les raisons pour changer l"or-ganisation proviennent de la volonté d"obtenirune structure adaptée à l"environnement et queles tâches soient adaptées aux agents présents.Un autre exemple se retrouve dans [22] où l"or-ganisation est changée par l"entrée de nouveaux

agents jouant des rôles particuliers. Un nouvelagent est accepté seulement lorsqu"il augmentel"utilité du système dans son intégralité. La gé-nération de structures organisationnelles a éga-lement été proposée, comme le résultat de pers-pectives locales [20], globales [8], et hybrides.

D"un point de vueingénierie, le concepteur peutchanger lemodèledu système à plusieurs ni-veaux.Aunbasniveau,l"agentificationpeutêtrechangée, et ainsi l"organisation. A un plus haut

niveau, le modèle de l"organisation peut égale-ment être modifié en ajoutant de nouveaux rôles,groupes, tâches, etc.

3.2 Quand et qui change l"organisation?

Une organisation peut être modifiée à différentsmoments du cycle de vie du système. Ce pro-cessus peut être initié par différents acteurs. La

décision d"initier le processus peut être soit sta-tique, soit dynamique [26]. Dans le premier cas,le processus est démarré en fonction de critèresprédéfinis lors de la spécification de l"organisa-

tion. Dans le second cas, les processus de réor-

ganisation est une conséquence du fonctionne-ment du système. Cela signifie que si les agentsne vérifient pas certains critères (but, perfor-

mance, etc.) l"organisation est changée.

Leprocessuseststatiqueetréaliséparleconcep-teur et c"est uniquementlors de la conceptionque les organisations sont adaptées. Seuls lesconcepteurs peuvent détecter, en utilisant desoutils demodel checking, de prototypage ra-

pide ou de simulation, comme dans IODA [28],leur permettant d"exhiber des comportementsglobaux non désirés. Les agents ne sont alorspas acteurs de cette adaptation de l"organisation,mais seulement une implémentation du modèle

organisationnel que le concepteur spécifie.

Le processus est dynamique quand l"organisa-tion est modifiéecours de fonctionnement. Cettemodification peut être réalisée par une entité ex-térieure au SMA (concepteur, autre système) quiagit sur les agents en train de s"exécuter ou afin

de concevoir des agents et/ou des systèmes au-tonomes, la décision est déléguée aux agentseux-mêmes. Par exemple, les agents au seind"un système auto-organisateur changent indi-rectement l"organisation en réponse à unchan-gement environnementaldétecté au niveau des

agents. Ainsi, dans l"exemple d"un mécanismephysique auto-construit, les composants méca-niques peuvent changer leurs pondérations (ten-sion, longueur, etc.) lorsqu"ils reçoivent unfeed-backextérieur positif ou négatif (par le biais demécanismes de propagation), concernant la dis-

tance à la trajectoire-objectif [4]. Une coalitionréagit également aux changements détectés auniveau de la coalition, parpression sociale(parexemple, une coalition a reçu une opinion néga-tive concernant son leader), et ainsi change l"or-

ganisation (e.g.en changeant de leader) [32].

3.3 Pourquoi et comment l"organisation

change? Alors que nous pouvons identifier les différentes

sortes d"objets ou artefacts modifiésen fonctiondu modèle organisationnel utilisé, nous pouvonségalement identifier certains types deprocessusde changement(pourquoi/comment) qui serontdétaillés dans la suite de la section : (i) les chan-gements prédéfinis, (ii) les changements contrô-

lés et (iii) les changements émergents. L"orga-nisation doit être modifiée dès lors que l"orga-nisation n"aide pas à l"atteinte du but social. End"autres mots, l"organisation courante contraintles comportements des agents à des comporte-ments qui ne permettent pas d"atteindre le but

global. De telles situations peuvent survenir,par exemple, lorsque l"environnement, le but duSMA et/ou les exigences de performances ont

changé, lorsque les agents ne sont pas capables

de bien jouer leurs rôles, lorsque une nouvelletâche arrive alors que l"organisation n"est pasappropriée, etc. [14] définissent le " quand » seréorganiser comme étant lié à l"utilité de l"orga-nisation (succès des interactions, des rôles et dela structure) et à l"utilité des agents (différente

pour chaque agent, dépendant de ses buts et pro-duction/consommation de ressources). Dans lesAMAS [21], par exemple, l"organisation doitchanger dès que le système n"est plus en adé-quation fonctionnelle avec son environnement.

Processus générique de changement d"organisation.De manière générale, afin de modifier une or-ganisation, nous pouvons identifier un processus

générique qui sera implémenté différemment enfonction de l"approche suivie. Ce processus estnormalement composé de deux phases - la sur-veillance (oumonitoring), et la réparation. Cettedernière phase suivant le type de SMA, peut êtreconstituée des phases de conception (oudesign),

de sélection et d"exécution (ou d"implémenta-tion) [43] ou uniquement des phases de sélectionet d"exécution. Il peut s"inscrire dans un bou-clage environnement-système : perception, pro-cessus de changement, action, et ainsi de suite.

Les problèmes inhérents à ce processus et à l"ap-proche choisie sont détaillés dans la suite decette section.

1. La phase de surveillance oumonitoringestdestinée à détecter les problèmes d"inadéquationentre le système, l"organisation ou les agents, etl"environnement.Quellequesoitl"entitérespon-

sable de cette surveillance (agent, organisation,entité externe), et donc quel que soit le niveaud"abstraction de cette détection (niveau macroou niveau micro), il convient de définir des si-tuations de non adaptation.

2. Une fois qu"un besoin de modification est dé-

tecté lors du monitoring, la phase deréparationmet en oeuvre un processus pour que l"organisa-tion retrouve un fonctionnement le plus optimalpossible et ce, en cours de fonctionnement dusystème.

3. Pour cela, la phasedesignvise à définir et à

développer un ensemble d"alternatives possiblespour l"organisation courante, de manière ascen-dante ou descendante.

4. La phase desélectiondétermine une des al-ternatives pour modifier l"organisation. Le prin-cipal problème est donc la définition decritèresd"évaluationdes propositions les plus promet-

teuses.

5. La phase d"exécutionou d"implémentationcorrespond à la mise en oeuvre de l"alternativechoisie précédemment.

Changement prédéfini de l"organisation.Ici nousconsidérons que les changements sont déjàplanifiés et exprimés, avec, entre autres, desmodèles organisationnels temporels [5] par le

concepteur. Par exemple, une équipe de foot-ball a prévu de changer de formation au boutde 30 minutes de jeu [44]. Dans cette approche,l"exécution du processus de changement est as-sez immédiat. Le monitoring est effectuée par

les agents eux-mêmes ou une entité extérieure(par exemple, le coach de l"équipe de footballconsulte un timer pour connaître le temps pourla condition de déclenchement du changement).Laphasedeconception,quidéterminetoutescesconditions de déclenchement, n"est pas réalisée

en cours de fonctionnement, puisque les condi-tions de déclenchement doivent être prédéfinies.Les phases de sélection et d"exécution sont im-médiates, car les conditions de déclenchementvont de pair avec des actions prédéfinies, exécu-tables à la volée.

Ici, le système ne sait pas quand l"organisa-tion changera, mais connaît les conditions né-cessaires de déclenchement d"un changement,

qui sera effectué en suivant une procédureconnue (par exemple, une équipe a un expertqui contrôle le processus de réorganisation). Ceprocessus peut être conduit de deux manières :(i) une approcheendogèneoù un agent parti-culier (centralisation) ou les agents eux-mêmes

(de manière décentralisée et coordonnée) pren-drontenchargelaréorganisation;ou(ii)uneap-procheexogèneoù l"utilisateur du SMA, ou unsystème extérieur, contrôle le processus. Durantl"exécution d"une instance du système spécifié,

l"entité responsable du changement de l"organi-sation (concepteur ou agent) peut détecter quel"organisation n"est pas adaptée pour cause deperformancesnonadéquates,etainsipeutmodi-fier le modèle et la spécification pour améliorerles performances enprogrammantune organisa-

tion plus adaptée. La phase demonitoringidentifie ici une situa-tion où l"organisation actuelle n"est pas adaptée

et ne satisfait pas les besoins du SMA. Le princi-pal problème lors de cette phase est d"identifiersi le but global ne sera pas atteint à cause d"uneorganisation courante inappropriée. De nom-breuses autres raisons peuvent impliquer que leSMA n"accomplisse pas sa tâche globale (par

exemple, le but est simplement impossible à at-teindre). Dans certains cas, changer l"organisa-tion n"est pas une solution. Même dans le casoù le problème est connu pour être résolu parun processus de réorganisation, le nouveau pro-blème est d"identifier quelle partie de l"orga-

nisation a causé le problèmeafin de modifierl"organisation au bon niveau. La sous-partie del"organisationresponsableduproblèmepeutêtre

soit sa spécification (par exemple, l"ensemble

des rôles jouables), soit l"instantiation courantede cette même spécification (par exemple, l"af-fectation des rôles à des agents). Laréparationnécessite ensuite d"exécuter les phasesdesign,desélectionet d"exécution. La phase dedesignvise ensuite à développer un ensemble d"alterna-

tives possibles pour l"organisation courante. Laconception de cet ensemble peut être (i) baséesur la recherche dans une bibliothèque d"orga-nisations prédéfinies ou (ii) construite à la de-mande. Dans le premier cas, le problème est

d"identifier quelle organisation prédéfinie est ap-propriée pour réparer l"échec survenu. Dans lesecond cas, il faut gérer la grande taille de l"es-pace de recherche (défini par le modèle organi-sationnel) pour une nouvelle spécification orga-nisationnelle. Lors de l"exécution, il faut établir

les moyens de changer l"organisation en coursd"exécution sans causer d"échecs. Par exemple,comment un agent gèrera-t-il le fait que le rôlequ"il jouait jusqu"alors soit retiré de la nou-velle spécification organisationnelle? Que fera-t-il des engagements qu"il avait pris pour ce rôle

obsolète? Dans la limite de nos connaissances,iln"existeactuellementpasdetravauxrépondantà ces problèmes.

MOISE+est un bon exemple d"une telle ap-proche réorganisationnelle [26]. Ces travauxconsidèrent la structure (rôles, groupes) et

le fonctionnement de l"organisation. Ils seconcentrent sur le contrôle du processus de ré-organisation présenté précédemment. De leurpoint de vue, la réorganisation est un processuscoopératif en lui-même qui est effectué de ma-

nière endogène et décentralisée. Ce processuspeut lui-même être le sujet d"une organisationdédiée composée d"une hiérarchie de rôles dé-diés à la gestion de la réorganisation. Un autreexemple est [24], où un processus de réorga-nisation centralisé est utilisée, basé sur le lan-

gage de modélisation TAEMS et sur le diagnos-tic d"un sous-système expert chargé de détec-ter les défauts de l"organisation et d"assister àla création d"une solution. Des exemples d"auto-organisation contrôlée peuvent également serencontrerdanscertainssolveursSMA,dansles-

quels des rôles prédéfinis sont jouables par lesagents en fonction de l"avancement du proces-sus de résolution [33, 38]. Les agents peuventjouer différents rôles -médiateur[33] ouélu[38] - prédéfinis par le concepteur, à différentsmoments de la résolution.

Changement émergent de l"organisation.Dans dece dernier cas, comme pour le changementcontrôlé de l"organisation, le moment où l"orga-nisation doit changer n"est pas prédéfini par le

concepteur. Les raisons de ce besoin de chan-

gement sont identiques aux cas précédents : lecomportement du système est inadéquat dansson environnement. La caractéristique essen-

tielle du processus de modification de l"organi-sation est qu"il n"est pas dirigé par une entité ex-térieure au système.

La phase de monitoring est réalisée de manièreendogène, par un (ou plusieurs) agent(s) du sys-tème. Le concepteur leur donne les moyens dedétecter au niveau local que l"organisation auniveau global n"est pas adaptée. Pour cela, les

agents sont capables de savoir qu"ils ne sontpas adaptés. Ensuite, l"agent ayant participé àla détection de problème va exécuter la phasede réparation. Elle consiste à la phase de sé-lection d"une ou de plusieurs actions parmi les

actions possibles, suivie de la phase d"exécu-tion. L"agent choisit et exécute l"action, qu"iljuge la plus appropriée selon un critère local parexemple la coopération dans [39]. Cette actionest déjà définie et implémentée ou bien elle a étéapprise par l"agent [15]. C"est toujours en cours

de fonctionnement que cette phase est réalisée.Ilréagitpour changer sa position dans l"or-ganisation/topologie afin d"adapter le systèmedans sa globalité, ou changer sa spécialisationcomportementale[15]. Un agent peut décider demanière autonome et isolée, d"une action qui va

changer l"organisation, par exemple, en dispa-raissant du système. Un agent peut aussi déci-der d"agir de manière coopérative c"est-à-direen tenant compte des agents qu"il connaît [39].Dans un mécanisme auto-construit, un compo-sant recevant unfeedbacknégatif doit changer

sa pondération afin de changer sa fonction etses interactions avec son voisinage de manièreplus adaptée et ainsi réduire le retour négatif.Lescoalitionsmodifientleursorganisationspourcause derelations inadaptées entre agents. De

tels changements sont le résultat d"unproces-sus de raisonnementbasé sur des concepts so-ciaux, comme les pouvoirs ou les dépendances,manipulés par les agents. Par exemple, dans unecoalition de drones de surveillance, les agentschange de leader après que le précédent ait dé-

montré des manques de puissance de calcul oude communication, afin de maintenir un collec-tif adapté à la mission [32].

4 Discussion et définitions

La table 1 fournit une vision synthétique struc-turée suivant la portée du processus d"adaptation(quoi,qui,pourquoietcomment), la consciencede l"organisation (implicite vs. explicite) et ladifférenciation entre les deux points de vue

ACPV et OCPV. Nous pouvons ainsi proposerune définition des concepts de réorganisation etd"auto-organisation, dans le contexte de la vi-

sion synthétique de la Fig. 1 et de la Tab. 1.

Définition 1.Laréorganisationest un proces-

sus endogène ou exogène, concernant les sys-tèmes dans lesquels l"organisation est explici-tement manipulée au travers de spécifications,des contraintes ou autres moyens, afin d"assurerun comportement global adéquat, lorsque l"or-ganisation n"est pas adaptée. Les agents étant

conscients de l"organisation, ils sont capablesde manipuler des primitives afin de modifier leurenvironnement social. Ce processus peut-être àla fois initié par une entité externe au système oupar les agents eux-mêmes, en raisonnant direc-

tement sur l"organisation (rôles, spécificationorganisationnelle) et sur les schémas de coopé-ration (dépendances, engagements, pouvoirs).

Ce processus apparaît ainsi dans le côté droit

du cadrant, et concerne donc principalementles systèmes orientés organisation, et, dans unemoindre mesure, les coalitions.

Définition 2.L"auto-organisationest un pro-cessus endogène ascendant concernant les sys-tèmes dans lesquels seules des informations et

représentations locales sont manipulées par lesagents inconscients de l"état de l"organisationdans sa globalité, afin d"adapter le système à lapression environnementale en modifiant indirec-tement l"organisation, donc en changeant direc-

tement la configuration du système (topologie,voisinages, influences, différenciation), ou l"en-vironnement du système, par des interactions etpropagations locales, en évitant le biais de mo-dèles prédéfinis.

Ce processus apparaît en haut du cadrant, et

concerne donc les SMA à organisation émer-gente, et dans une moindre mesure les coali-tions. Nous pouvons donc identifier un conti-

nuum entre les systèmes auto-organisateurs etles systèmes réorganisateurs, passant par les sys-tèmes basés sur les coalitions. Réorganisationet auto-organisation sont également des implé-mentations distinctes d"un même processus gé-

nérique d"adaptation des organisations : détec-tion et réparation nécessaires à l"adaptation. Ducôté auto-organisation, ce processus est décen-tralisé, implicite et endogène, laissé à la respon-sabilité des agents et souvent initié par une pres-sion environnementale. Du côté réorganisation,

ce processus peut être centralisé ou décentralisé,mais toujours explicite et directement réalisé pardes entités (concepteur ou agent) manipulant desprimitives organisationnelles.

Inconscience de l"organisationConscience de l"organisation

Quoi?ACPVTopologie, VoisinagesDépendances

Poids, influencesEngagements

DifférentiationPouvoirs

OCPVModèle de conceptionSpécification de l"organisation

AgentificationAffectation des rôles

Qui?ACPVAgents, par pression environnementaleAgents, par pression sociale

OCPVConcepteurConcepteur & Agents

Pourquoi?ACPVAgents non adaptésRelations inter-agents non adaptées OCPVPerformances non adéquatesOrganisation non adaptée

Comment?ACPVEn réagissant,En raisonnant,

indirectement sur l"organisation,indirectement sur l"organisation, directement sur l"environnementdirectement sur les schémas de coopération

OCPVEn programmant,En organisant,

directement l"organisation,directement l"organisation directement l"environnementdirectement les schémas de coopération TABLE1 - Aspects de l"adaptation des organisations

5 Conclusion

Dans cet article, nous avons présenté une vi-sion synthétique des aspects organisationnelsdans les SMA d"un point de vue centré agentet d"un point de vue centré organisation. Nous

avons également souligné les principales dif-férences entre les processus de réorganisationet d"auto-organisation en analysant les raisonset les portées des changements d"organisation(quoi, quand, qui, pourquoi et comment). Suiteà cette analyse, nous proposons une défini-

tion des concepts de réorganisation et d"auto-organisation à mettre en relief avec les pointsde vue centrés organisation et agent. Cepen-dant, ces deux concepts ne sont pas incompa-tibles si nous les considérons à différents mo-

mentsdelaviedusystème.Maintenantquenousavons dressé une vision synthétique du proces-sus d"adaptation des organisations, qui pourraégalement être étendue à d"autres dimensionscomme la réflexivité du système ou des agents,nous viserons dans de futurs travaux à définir

un cadre formel capturant les notions de chacundes points de vue afin de les mettre en synergie.Nous pouvons imaginer utiliser des mécanismesauto-organisateurs au niveau du modèle orga-nisationnel afin d"explorer l"espace des organi-sations possibles, et de proposer des organisa-

tions et normes sociales plus adéquates. A l"op-posé, nous pouvons également imaginer d"uti-liser des spécifications organisationnelles pourfixer des bornes comportementales aux phéno-mènes émergents, en définissant, par exemple,des contraintes que les agents ne pourront violer

et d"autres contraintes que les agents pourrontcontourner afin d"explorer de nouvelles configu-rations organisationnelles.

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