仅在必要时通信：多智能体系统的协作任务分配

大规模分布式系统的新进展，通过简单和基本组件的并行性，惊人地提供了复杂的功能。多智能体系统协同控制的关键问题在于，合成智能体之间的局部控制和交互规则，使得整个受控系统实现期望的全局行为。为此，必须解决三个基本问题：（1）用于自顶向下设计的任务分解，使得局部任务的完成能保证团队实现全局任务；（2）容错的自顶向下设计，使得即使发生某些故障，全局任务仍可分解和可实现；（3）设计智能体间的交互，使不可分解的任务在自顶向下框架中变得可分解和可实现。前两个问题已在我们之前的工作中通过识别任务自动机分解以及容错任务可分解性的充要条件得到解决。本文处理第三个问题，并提出一种在智能体间重新分配事件的程序，以强制实现不可分解任务自动机的可分解性。可分解性条件被用来识别不可分解性的根本原因，发现这些原因要么是由于必须删除的过度通信，同时需满足容错可分解性条件；要么是由于缺乏通信，需要新的事件共享，同时考虑可分解性条件的新违反。这一结果为使任何不可分解的确定性任务自动机可分解以促进协作任务分配提供了充分条件。文中给出了说明性例子来展示任务自动机可分解化的概念。