Konfliktresolution und kausale Inferenz mittels integrierter sozio-technischer Modellbildung

• Antragsteller: Professor Dr. Werner Damm; Professor Dr. Martin Fränzle; Professor Dr. Alexander Pretschner
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Informatik ; Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2020 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 433524788

Das Teilprojekt 2 “Konfliktresolution und kausale Inferenz mittels integrierter sozio-technischer Modellbildung” widmet sich im Rahmen des Paketantrags 978/1 “Assuring Individual, Social, and Cultural Embeddedness of Autonomous Cyber-Physical Systems” algorithmischen Verfahren zur Erkennung, Erklärung, Resolution und Analyse von Konflikten im dynamischen Verhalten von human-cyber-physischen Systemen (HCPS). Die betrachteten Konflikte entstehen in einem Ensemble von HCPS, wenn diese miteinander, mit der physischen Umwelt und mit Menschen in ihrer Umgebung interagieren.Die vier Arbeitspakete (APs) des Teilprojekts entwickeln hierzu einen formalen Rahmen zur Modellierung der Dynamik sowie rechtlicher und regulatorischer Beschränkungen und dynamisch veränderlicher Nutzerpräferenzen in HCPS (AP1), untersuchen algorithmische Methoden der rationalen Strategiekonstruktion zur Vermeidung von Konflikten (AP2), entwickeln Methoden zur präzisen Erklärung lokaler Handlungsentscheidungen (AP3) und, für den Fall, dass sich Konflikte nicht abwenden lassen, schließlich Methoden der nachträglichen Ursachenanalyse (AP4). Der Modellrahmen des AP1 wird einerseits die gemeinsame formale Grundlage für die Algorithmenentwicklungen in den anderen Arbeitspaketen darstellen und ermöglicht andererseits den Modell- und Methodenaustausch zwischen den einzelnen Arbeitspaketen sowie mit den übrigen Teilprojekten (TPs) des Paketantrags. Aus TP1 des Paketantrags werden hierzu Menschmodelle, aus TP3 Elemente von Systementwürfen und aus TP4 gesellschaftliche wie rechtliche Anforderungen übernommen. Das Arbeitspaket AP2 wird Spieltheorie zur Darstellung des Entwurfsraums und der Agentendynamik verwenden und Algorithmen für die Synthese rationaler Strategien in heterogenen Multiagentensystemen unter eingeschränkter Beobachtbarkeit und verzögerter Interaktion entwicklen. Das AP befähigt die Agenten somit, unter Einhaltung der regulatorischen Beschränkungen und Berücksichtigung veränderlicher Nutzerpräferenzen sinnvoll auf Veränderungen der Umgebung zu reagieren. AP3 fußt auf einer zu entwicklenden Erweiterung von Justification Logic für heterogene Multiagentensystem unter regulatorischen Beschränkungen und veränderlichen Nutzerpräferenzen. Diese Logik dient hier zur Gewinnung und Kommunikation präziser Begründungen von Agentenverhalten mit dem Ziel, Mitwirkung und Vertrauen der interagierenden Agenten zu erzielen. AP4 schließlich widmet sich der formalen ex-post Analyse kausaler Beziehungen mit dem Ziel einer Erklärung auffälliger Ereignisse. Das AP kann hierbei im Gegensatz zu den Entwurfs- bzw. Laufzeitalgorithmen der Arbeitspakete AP2 und AP3 auch jenseits der Systemgrenze liegende oder zur Laufzeit unbekannte und zur Entwurfszeit unmodellierte Effekte systematisch erfassen und in seine kausale Schlußkette einbeziehen. Dies dient dazu, die Ursachen unerwarteter Ereignisse zu identifizieren und infolgedessen Verantwortliche benennen und Systemverbesserungen vorschlagen zu können.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen