A computational argumentative model for consensual decision-making based on the formation of common knowledge

Multiagent System consists of a set of intelligent agents, each one with its own knowledge and goals to be satisfied. Those agents interact with each other exchanging messages and reasoning from the information in the interactions. Argumentation systems allow the agents to interact in a social context by sending and receiving arguments. These arguments represent a particular agent’s point of view, corresponding to a justification or explanation about any information or opinion. Arguments are built with a set of premises that lead to a given conclusion throught a mechanism of logical inference. Argumentation-based models allow agents to exchange arguments among themselves and make collaborative group decisions. This thesis addresses the issue of social decision-making by means of dialogues allowing agents for building common-knowledge. When an argument is sent to the group, the level of consensus on its formulas is identified, as well as its intrinsic strength that represents the extent in which the argument as a whole is known and accepted by the group of agents. In related works, it is observed that there is a lack of deeper analysis of the consensus on the arguments, especially in the case of consent and consensual decision-making. Those works do not either show how to evaluate the acceptability of arguments that are consensually supported. The proposal of this thesis is based mainly on the calculation of the consensus level of the group of agents regarding the information present in an argument (premisse and conclusion). The overall strength of the arguments indicates the extent an argument influences the decision making process. The objective of this thesis is to determine, by means of dialogues among the agents, which arguments best justify a given decision alternative and the partial ordering of these alternatives according to the preference of the group. With this objective, it was proposed a model for consensual decision-making based on argumentation that considers: a set of agents with their respective expertise values; a set of possible decision alternatives; a set of dialogue tables and, through a process that maps the dialogue tables to argumentation graphs, the identification of the overall strength of the arguments and the application of argumentation semantics so that the group’s preferred decision alternative is obtained. Two case studies demonstrate the approximation of the knowledge of the agents and the consensus of the group on the arguments that defend each decision alternative. It also presents a comparative analysis with related works comparing the use of abstract and structured argumentation, weighted arguments, mechanisms of dialogue, evaluation of decision alternatives and semantic results.Sistemas Multiagentes são formados por um conjunto de agentes inteligentes, cada qual com os próprios conhecimentos e objetivos a serem satisfeitos. Tais agentes, trocando mensagens entre si, aprendem uns com os outros. Sistemas de argumentação permitem aos agentes interagir em um contexto social enviando e recebendo argumentos que representam o ponto de vista de cada um e que correspondam a justificativas ou explicações sobre alguma informação ou opinião. Argumentos são formados por um conjunto de premissas que levam a uma determinada conclusão por meio de mecanismos de inferência. Os modelos baseados em argumentação permitem que os agentes troquem argumentos entre si e, de forma coletiva, tomem decisões em grupo. Esta tese aborda a questão social de tomada de decisão consensual por meio de diálogos que permitem aos agentes construírem conhecimento comum. Quando determinado argumento é apresentado ao grupo, calcula-se o nível de consenso sobre as fórmulas deste argumento, bem como a força intrínseca que representa o quanto este argumento em essência é conhecido e aceito pelo grupo de agentes. Em trabalhos correlatos ao tema, observa-se a inexistência de análise mais profunda quanto ao consenso sobre os argumentos, especialmente no que tange ao consentimento e à tomada de decisão consensual. Tais trabalhos tampouco apresentam meios para avaliação da aceitabilidade de argumentos consensualmente defendidos. A proposta da tese é baseada principalmente na identificação do nível de consenso do grupo de agentes a respeito das informações presentes em determinado argumento (premissa e conclusão) que pode produzir conhecimento comum. A força global dos argumentos indica o quanto tal argumento influencia na tomada de decisão. O objetivo da tese consiste em determinar, por meio do diálogo entre os agentes, os argumentos que melhor justificam determinada alternativa de decisão e a ordenação parcial das alternativas de acordo com a preferência do grupo. Com este objetivo, foi proposto um modelo para tomada de decisão consensual baseada em argumentação que considera: o conjunto de agentes com seus respectivos valores de expertise; o conjunto de possíveis alternativas de decisão; o conjunto de tabelas de diálogos e, por meio de um processo que mapeia as tabelas de diálogos para grafos de argumentação, a identificação da força global dos argumentos e a aplicação de semânticas de argumentação para que seja obtida a alternativa de decisão preferida pelo grupo. Dois casos de estudo demonstram a aproximação do conhecimento do grupo de agentes e o consenso do grupo sobre os argumentos que defendem cada alternativa de decisão. Apresenta-se ainda uma análise comparativa da proposta com trabalhos afins comparando-se ao uso de argumentação abstrata e estruturada, argumentos ponderados, mecanismos de diálogo, avaliação das alternativas de decisão e resultado de semânticas