Game Theory is obtaining more and more importance in the eld of arti- cial intelligence, because it allows to model reality in a realistic way. An important subcategoryof this theory consists in Patrolling Security Games. With this name we identify all those games based on the protection of certain objectives. In fact we have an area modeled by a graph, in which there are some sensible targets. To protect them we will have a defender, which can be a human or a robotic patrol unit. They must protect the points of major interest for an attacker, who wants to steal or damage these objectives. In the case we examined, we assume that the criminal can observe every moves of the defender before deciding how to act. On the other hand, the guard will be supported by an alarm system. To make this plausible, the sensors will be spatially and functionally imperfect. With that de nition we mean that each alerm will be assigned to multiple targets simultaneously and therefore will not give a precise information about the place in which the criminal is committing the attack; we will also have that sensors can fail detection with a probability , where signals don't report the attack by the attacker. We will support all the analysis with experimental evaluations, testing the model with di erent cases that can show its scalability and how the performance will change in relation to the various parameters of the problem.

La Teoria dei Giochi sta assumendo sempre pi u rilevanza nell'ambito dell'intelligenza arti ciale, in quanto consente di modellare in modo verosimile la realt a. Una importante sottocategoria di tale teoria consiste nei Patrolling Security Games. Con questo nome identi chiamo tutti quei giochi basati sulla protezione di determinati obiettivi. Si ha infatti un'area modellata tramite un grafo, in cui vi sono degli obiettivi sensibili. A protezione di essi avremo un difensore, che pu o essere una pattuglia umana oppure un'unit a robotica. Essi devono proteggere i punti di maggior interesse da un attaccante, ovvero un malintenzionato che desidera sottrarre o danneggiare tali obiettivi. Nel caso da noi preso in esame, assumiamo che il malvivente possa osservare ogni mossa del difensore prima di decidere come agire. Dall'altro lato, la guardia sar a supportata da un sistema di allarmi. Per rendere il tutto verosimile, i sensori saranno spazialmente e funzionalmente imperfetti. Con ci o intendiamo che ogni allarme sar a assegnato a pi u obiettivi contemporaneamente e quindi non dar a un'informazione precisa sul luogo in cui il criminale sta commettendo il reato; inoltre avremo che i sensori possono fallire la rilevazione con una probabilit a , non segnalando l'attacco da parte del malintenzionato. Supporteremo tali analisi con delle valutazioni sperimentali, provando il modello con casi di erenti che possano mostrare la sua scalabilit a e come si modi cano le performance in relazione ai vari parametri del problema.

Proteggere obiettivi di valore supportati da allarmi spazialmente e funzionalmente imperfetti

DAVERIO, MATTEO
2015/2016

Abstract

Game Theory is obtaining more and more importance in the eld of arti- cial intelligence, because it allows to model reality in a realistic way. An important subcategoryof this theory consists in Patrolling Security Games. With this name we identify all those games based on the protection of certain objectives. In fact we have an area modeled by a graph, in which there are some sensible targets. To protect them we will have a defender, which can be a human or a robotic patrol unit. They must protect the points of major interest for an attacker, who wants to steal or damage these objectives. In the case we examined, we assume that the criminal can observe every moves of the defender before deciding how to act. On the other hand, the guard will be supported by an alarm system. To make this plausible, the sensors will be spatially and functionally imperfect. With that de nition we mean that each alerm will be assigned to multiple targets simultaneously and therefore will not give a precise information about the place in which the criminal is committing the attack; we will also have that sensors can fail detection with a probability , where signals don't report the attack by the attacker. We will support all the analysis with experimental evaluations, testing the model with di erent cases that can show its scalability and how the performance will change in relation to the various parameters of the problem.
BASILICO, NICOLA
DE NITTIS, GIUSEPPE
ING - Scuola di Ingegneria Industriale e dell'Informazione
28-set-2016
2015/2016
La Teoria dei Giochi sta assumendo sempre pi u rilevanza nell'ambito dell'intelligenza arti ciale, in quanto consente di modellare in modo verosimile la realt a. Una importante sottocategoria di tale teoria consiste nei Patrolling Security Games. Con questo nome identi chiamo tutti quei giochi basati sulla protezione di determinati obiettivi. Si ha infatti un'area modellata tramite un grafo, in cui vi sono degli obiettivi sensibili. A protezione di essi avremo un difensore, che pu o essere una pattuglia umana oppure un'unit a robotica. Essi devono proteggere i punti di maggior interesse da un attaccante, ovvero un malintenzionato che desidera sottrarre o danneggiare tali obiettivi. Nel caso da noi preso in esame, assumiamo che il malvivente possa osservare ogni mossa del difensore prima di decidere come agire. Dall'altro lato, la guardia sar a supportata da un sistema di allarmi. Per rendere il tutto verosimile, i sensori saranno spazialmente e funzionalmente imperfetti. Con ci o intendiamo che ogni allarme sar a assegnato a pi u obiettivi contemporaneamente e quindi non dar a un'informazione precisa sul luogo in cui il criminale sta commettendo il reato; inoltre avremo che i sensori possono fallire la rilevazione con una probabilit a , non segnalando l'attacco da parte del malintenzionato. Supporteremo tali analisi con delle valutazioni sperimentali, provando il modello con casi di erenti che possano mostrare la sua scalabilit a e come si modi cano le performance in relazione ai vari parametri del problema.
Tesi di laurea Magistrale
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