Hakkında Künye

Etmen Tabanlı Modelleme ve Simülasyon: ODTÜ MODSİMMER Deneyimi

ETMEN TABANLI MODELLEME ve SİMÜLASYON:
ODTÜ MODSİMMER DENEYİMİ
Faruk Polat
ODTÜ Bilgisayar Mühendisliği Bölümü, 06800
polat@ceng.metu.edu.r

Etmen tabanlı modelleme yapay zeka kapsamında gerçekleştirilen araştırma ve teknoloji ile beraber gelişmiştir. Otonom bir etmen, gerçek veya sanal bir ortamda konuşlanmış olup algısını bu ortamdan alan, ardından durumsal farkındalık oluşturan ve amacı doğrultusunda bu algı bilgisini kullanarak müteakip davranışını belirleyen ve belirlenen aksiyonunu ortamda gerçekleştiren bir sistem olarak tanımlanır [1]. Otonomi, kararın etmen tarafından verilmesi ve dışsal bir müdahale ile gerçekleşmemesinin gereğidir. Zeki otonom etmenler karar verme süreçlerinde tepkisel, çıkarımsal veya etkileşimsel davranış modelleri kullanabilmektedir.

Zeki otonom sistemlerinin askeri simülasyonlarda kullanılması ilk olarak yarı-otonom kuvvetler kavramıyla ile beraber çıkmıştır [2,3,4,5]. Özellikle harekatın akışını etkiyen her bir varlığın etmen tabanlı modellenmesi hem analiz hem de modelleme sürecinde tasarımcılara birçok avantaj sağlamaktadır. Bununla birlikte, özellikle bu varlıkların birer tank gibi fiziksel sistem olsa bile bir mürettebat tarafından sevk idere edilmesi insan davranışlarının da dikkate alınmasını gerektirmektedir. Bu nedenle harekata etki eden her bir varlığın davranış tabanlı modellenmesi bu sistemlerin etkilerinin modellenebilmesine imkan sağlamaktadır.

Bu alanda uluslararası çalışmalara paralel olarak ODTÜ Modelleme ve Simülasyon Merkezi’nde (MODSİMMER) 2002 yılında SSM tarafından desteklenen SAVMOS (Küçük Ölçekli Harekatın Etmen Tabanlı Modellenmesi ve Simülasyonu) [6] başlatılmış ve bu alanda ilk milli proje gerçekleştirilmiştir. Proje sonucunda ortaya çıkan prototip ve deneyim dikkate alınarak daha büyük ölçekte harekat simülasyonu ihtiyacını karşılamak maksadıyla 2006 yılında MGKMOS (Müşterek Görev Kuvveti Harekatının Modellenmesi ve Simülasyonu) [7] projesi başlatılmış ve 2010 yılı başında tamamlanmıştır.

Harekat modellemesinde, herhangi bir harekat alanı aktörü birey veya grup olabilir. Birey olarak tanımlanan her bir harekat alanı aktörü etmen olarak modellenmektedir. Bir grup ise belli sayıda bireyden oluşur. Bu bireyler altgruplar şeklinde organize edilebilir ve grup, hiyerarşik olarak alt gruplardan ve nihayetinde bireylerden oluşacak şekilde organize edilebilir. Her bir grup görev icra edebilecek birliğe karşılık gelmektedir.

Bir etmen, temel olarak algı kabiliyeti olan ve bulunduğu ortamı algılayan, durumsal farkındalık ve değerlendirme vasıtasıyla davranış belirleme kabiliyetine sahip ve aksiyonları ile ortamı etkiyen bir varlığı ifade etmektedir. Benzer şekilde her bir grup bu grubun hiyerarşide en en üst seviye kararlarını simüle edecek bir etmen vasıtasıyla modellenmektedir. Bu etmen, grubun hiyerarşik olarak bir altı seviyesindeki alt-grup’larının meta-seviyede simüle edilmesinden sorumludur. Her bir alt-grubun yerine getireceği faaliyetleri belirleyecek ve bu görevleri ilgili alt-gruplara delege edecektir. Her bir alt-grup yine farklı bir etmen tarafından simule edilmektedir. Böylece askeri birlik organizasyonundaki komuta-kontrol yapısı etmen tabanlı olarak ve her bir komuta seviyesinde simüle edilmiş olmaktadır. Örneğin tank takımının himayeli sıçramasını [8,9] ele alalım. Burada tank takım komutanını bir etmen simüle edecek olup öncelikle himaye rolünün hangi kısımca (1.kısım diyelim), manevra rolünün hangi kısımca (2. kısım diyelim) üstlenileceğine karar verecek, ardından manevra kısmı için arazi değerlendirmesi yapıp sıçrama noktasını belirleyecektir. Müteakiben bu iki görevi ilgili kısımları simüle edecek iki etmene delege edecek ardından gelişmeleri monitör edecektir. Alt-grupları (1. ve 2. kısımları) simüle eden etmenler otonom olarak himaye etme ve ilerleme görevlerini otonom olarak yerine getirecektir. Her bir kısmı simüle eden etmen, kısmı oluşturan 2 tanka hükmedecek olup her bir tankın yerine getireceği faaliyetleri belirleyip tank bireylerini simüle eden etmenlere delege edecektir. Böylece tank takımını bir etmen, takımın her bir kısmını birer etmen, her bir tankını birer etmen benzetimi yapılacaktır. Toplam olarak 4 birey etmen, iki kısım etmeni, 1 takım etmeni kullanılacaktır.

Etmen tabanlı modelleme ve simülasyon yaklaşımı ile harekat modellemesi özellikle insan faktörünün harekata etkisinin modellenmesinde ciddi kolaylıklar sağlamaktadır. ODTÜ MODSİMMER’de SAVMOS ve MGKMOS projelerinde tamamen özgün ve milli etmen tabanlı bir harekat modeli geliştirilmiştir. Etmen modeli esnek ve kolay genişletilebilir bir yapıda olması sebebiyle yeni birliklerin aktör yapıları, icra edecekleri görevler ve durumsal farkındalıklar kolaylıkla tanımlanabilir ve koşum modelinden bağımsızdır.

Kaynaklar

[1] G.Weiss, Multiagent Systems, MIT Press, 2000.

[2] J. Fugere, F. LaBoissonniere, and Y Liang. An approach to design autonomous agents within modsaf. Proceedings of IEEE SMC’99 Confeence on Systems, Man, and Cybernetics, volume 2, pages 534–539, Tokyo, Japan, 1999.

[3] D. Parsons, J.Surdu, and B. Jordan. Onesaf: A next generation simulation modeling the contemporary operating environment. Proceedings of Euro-Simulation Interoperability Workshop, 2005.

[4] J. Vaughan, R. Connell A. Lucas, and R .Ronnquist. Towards complex team behavior in multi-agent systems using a commercial agent platform. Lecture Notes in Computer Science, volume 2564, pages 175–185. Springer, 2003.

[5] D. McIlroy, B. Smith, C. Heinze, and M. Turner. Air defence operational analysis using the swarmm model. In Asia Pacific Operations Research Symposium, 1997.

[6] F.Polat, E.Çilden, E.Kapusuz,S.Girgin, M.Tan, C.Undeger, E.Gokturk, SAVMOS Kavramsal Modeli, ODTÜ-TSK MODSİMMER, 2004.

[7] F.Polat, M.Yukselen, MGKMOS Kavramsal Modeli, 3. Kısım, ODTÜ-TSK MODSİMMER, 2009.

[8] A.G. Bayrak, F. Polat, Formation Preserving Navigation of Agent Teams in 3-D Terrains, EUROSIS Industrial Simulation Conference(ISC’08) Lyon, France, June 2008.

[9] D. A. Reece. Movement behavior for soldier agents on a virtual battlefield. Presence, 12(4):387–410, August 2003.

Prof. Dr. Faruk Polat
- 4 -