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함정전투 시뮬레이션을 위한 HEAP 기반 지능 에이전트에 관한 연구
A Study of HEAP-based Intelligent Agent applied to Warship Combat Simulation 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.19 no.4, 2010년, pp.281 - 289  

유용준 (한국항공대학교 컴퓨터공학과) ,  지승도 (한국항공대학교 컴퓨터공학과) ,  김재익 (국방과학연구소)

초록
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기존의 국방 M&S 시스템에서의 에이전트는 계급과 역할에 따른 계층적인 모습을 갖추고 있지만, 상하위 에이전트는 동일한 속성을 보유함에 따라 서로 구별되는 특징이 없고, 에이전트의 의사결정 수준은 스크립트 기반 또는 유한 상태 기계 기반으로서 주변 환경의 변화에 기계적으로 반응하는 낮은 수준에 머무르고 있다. 이러한 기존 에이전트의 문제를 극복하기 위해서 본 논문에서는 HEAP (Hierarchical Encapsulation and Abstraction Principle) 기반의 지능 에이전트를 제안한다. HEAP 기반의 지능 에이전트는 엔진베이스 모델링 방법을 사용하여 엔진모델과 지식베이스 모델을 분리시킴으로써 모델링이 용이하고 시스템의 모듈화와 추상화를 보다 유연하게 할 수 있다는 장점이 있다. 본 논문에서는 이를 함정전투 시뮬레이션에 적용하여 타당성을 검증하고자 한다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Recently the intelligent agent systems have been emerged as one of key issues for developing the defense M&S systems. However, most conventional agent architecture of M&S systems utilize the script-based models and can only deal with the individual behaviors so that they cannot suitably describe the...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 LVC 연동 시뮬레이션을 경제적이고 효과적으로 수행할 수 있도록, 실제 사람을 대체할 수 있는 컴퓨터생성 가상전투객체를 효과적으로 모델링하고, 모델링된 가상전투객체가 자율성을 갖추고 목표지향적 행위를 할 수 있는 방안으로 HEAP 기반의 지능 에이전트 기법을 제안하였다.
  • 본 논문에서는 에이전트의 의사결정 수준을 높여서 복잡한 상황 묘사가 가능한 지능 에이전트를 국방 M&S 시스템에 활용하는 방안을 제시하고, 이를 기존의 에이전트 기반의 국방 M&S 시스템과 비교 분석한다.

가설 설정

  • (4) 서로 다른 계층의 에이전트 간의 추상화 관계가 없다.
  • (5) 에이전트의 의사 결정 수준은 스크립트 기반 또는 유한 상태 기계의 낮은 수준이다.
  • 4) 함대사령관 에이전트는 청군 함장 1, 2 에이전트들의 보고로부터 함대 운용을 결정하게 된다. 청군 함정 1과 2의 사정거리 내에 홍군 함정 2가 위치함을 알게 된 후 함대사령관은 청군 함정들에게 홍군 함정 2를 집중 공격하라는 명령을 하달하게 된다.
  • 5) 데이터의 구체화 과정은 위 추상화 과정과 반대로 이루어진다. 청군 함대사령관 에이전트의 “Fire”라는 명령이 청군 함장 1, 2 에이전트에게 각각 하달 된다.
  • 가상의 시뮬레이션 시나리오로서 서해안 NLL근방에서의 청군(Blue) 참수리급 고속정 2척과 홍군(Red)측 SO-1급 경비정 2척 간의 전투 상황을 표현하였고, 각 함정은 함장, 정보장교, 항해장교, 사격장교 에이전트를 통해 운용되며, 각 함대는 함대사령관에 의해 운용된다고 가정하여, 시뮬레이션 모델을 그림 3-(a)와 같이 구성하였다.
  • 위의 정의에 따르면 에이전트는 인간을 포함한 다양한 객체(운송체, 무기 등)들이라고 볼 수 있다. 하지만 본 논문에서는 에이전트가 인간을 대신하는 것으로 한정한다. 앞서 언급된 기존의 에이전트 기반의 국방 M&S 시스템들 각기 고유의 특화된 특징들을 가지고 있지만 에이전트 부분에 있어서는 다음과 같은 유사한 모습을 가지고 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
에이전트 기반 기술의 주요 연구 주제들에는 무엇이 포함되는가? 에이전트 기술은 지금도 여전히 주목 받고 있으며, 특히 복잡도, 분산, 상호 작용, 컴퓨팅 및 지능에 관한 문제들을 분석하고 다루는 시스템들을 위한 새로운 패러다임을 제시하고 있다. 에이전트 기반 기술은 수많은 연구 분야들의 이론 및 응용적 측면 모두를 다루고 있으며, 주요 연구 주 제들로는 멀티 에이전트 플래닝, 에이전트 통신 언어, 에이전트 간의 조정(coordination) 메카니즘, 협상(negotiation) 전략, 학습 등이 포함된다[3].
LVC 연동 시뮬레이션이란? 1995년 미 국방성 산하의 M&S(Modeling & Simulation) 전담기구인 DMSO (Defense Modeling & Simulation Office)에서는 새로운 M&S 개념인 LVC (Live, Virtual, Constructive) 연동 시뮬레이션을 제안했다[1]. 효과적이고 경제적인 군 모의를 위해, 시뮬레이터를 이용한 가상 시뮬레이터로 가능한한 많은 부분을 대체하여, 최소한의 실제 인원만을 투입하여, Live 시뮬레이션과 비슷한 효과를 얻고자 하는 것이 LVC 연동 시뮬레이션이다[2]. 이러한 LVC 시뮬레이션에서 시뮬레이터로 대체할 수 없는 모델은 컴퓨터 생성 가상전투객체를 활용하고 있으나, 그 효과가 Live 시뮬레이션을 대체할 수 있으려면, 가상 전투객체의 자율성(Autonomous), 목적지향적(Goal-Oriented) 행위 기술이 필요하다.
에이전트 기술에는 무엇이 포함되는가? 에이전트 기술은 21세기 컴퓨터 과학 분야에서 가장 두드러진 기술 중의 하나이며, 에이전트와 관련된 기술, 방법론 및 이론들은 현재 수많은 분야에 기여하고 있다. 여기에는 정보검색, UI 설계, 로보틱스, 전자상거래, 컴퓨터 게임, 교육 및 훈련 및 국방 분야 등이 포함된다. 에이전트 기술은 지금도 여전히 주목 받고 있으며, 특히 복잡도, 분산, 상호 작용, 컴퓨팅 및 지능에 관한 문제들을 분석하고 다루는 시스템들을 위한 새로운 패러다임을 제시하고 있다.
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참고문헌 (20)

  1. Office of the Under Secretary of Defense, "Modeling and Simulation Master Plan", DoD Directive 5000.59-P, Oct. 1995. 

  2. 권태영, 장상철, "전략환경 대 변환기의 국방 M&SBA 발전 개념 및 방향", 국방과학기술정보 제7호, 2007년 11/12월, 국방기술품질원. 

  3. Jennings N. R., Sycara K. and Wooldridge M., A Roadmap of Agent Research and Development, Autonomous Agents and Multi-Agent Systems 1 (1998) 7-38. 

  4. 지승도, 유용준 외 3명, "에이전트 기반의 인간 미개입형 함정전투 M&S 시스템 설계 및 서해교전 사례연구", 한국시뮬레이션학회 논문지 vol. 17, no. 2, 2008년 6월. 

  5. 정찬호, 유용준 외 4명, "계층구조적 다중에이전트를 이용한 다대다 함정전투 M&S 시스템", 한국시뮬레이션학회 논문지 vol. 18, no. 4, 2009년 12월. 

  6. Ilachinski A., "Artificial War: Multiagent-based Simulation of Combat", World Scientific Publishing Co. Pte. Ltd., 2004. 

  7. Easton A., M. Barlow, "CROCADILE: An Agent-based Distillation System Incorporating Aspects of Constructive Simulation", SimTecT 2002 Conference, 13-16 May 2002, Melbourne, Australia. 

  8. Yang A., H. A. Abbass, R. Sarker, "Evolving Agents for Network Centric Warfare", GECCO 2005 Conference, 25-29 June 2005, Washington, D.C. USA. 

  9. Logsdon J., D. Nash, M. Barnes, "OneSAF Tutorial", 2008 Defense Modeling and Simulation Conference (DMSC), Olando, FL, USA, March 2008. 

  10. Zeigler B. P., Object-oriented Simulation with Hierarchical, Modular Models: Intelligent Agents and Endomorphic systems, Academic Press, 1990. 

  11. Zeigler B. P., Multifacetted Modeling and Discrete Event Simulation, Academic Press, 1984. 

  12. Zeigler B. P., Sungdo Chi, "Hierarchical Encapsulation and Abstraction Principle (HEAP) for Autonomous System Development", pp. 176-180, Proceedings of the Third Annual Conference of AI, Simulation and Planning in High Autonomy Systems, 1992. Integrating Perception, Planning and Action. 

  13. Zeigler B. P., "High Autonomy System: Concept and Models", AI, Simulaton and Planning in High Autonomy Systems, IEEE, 1990. 

  14. Zeigler B. P., S. D. Chi et al, "Model-based Architecture Concepts for Autonomous System Design and Simulation", In: Introduction to Intelligent and Autonomous Control, Kluwer, 1992. 

  15. Zeigler B. P. and S. D. Chi, "Hierarchical Architecture for Artificial Intelligence", Porc. on 34th Int. Soc. System Sciences Conf., 1990. 

  16. Zeigler B. P. and S. D. Chi, "DEVS-based Intelligent Control: Space-adapted Mixing System Example", H. Cybernetics and Systems, vol. 25, no. 3, pp. 471-510, 1994. 

  17. Chi S. D. and B. P. Zeigler, "Hierarchical Model-based Designs for High Autonomy Systems", J. Intelligent and Robotic Systems, vol. 9, pp. 193-203, 1994. 

  18. Lee J. K., S. D. Chi, et al., "Hierarchical Command & Control Modeling in Distributed Virtual Warfare Simulation Environment", ASTC Conf. Florida, 2003. 

  19. Tran O., C. Karr, D. Knospe, "OneSAF-Behavior Modeling", www.onesaf.net, OneSAF Users Conference, 18 August 2004, 

  20. ert L. Wittman 외, "The OneSAF Product Line Architecture: An Overview of The Products and Process", 미 PEO-STRI, 2007. 

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