1.2 agentes inteligentes

1.21.2Agentes InteligentesAgentes Inteligentes

Objetivo Particular:Objetivo Particular:

Explicar qué hace un agente inteligente, cómo se Explicar qué hace un agente inteligente, cómo se relaciona éste con su medio, cómo se le evalúa y cómo relaciona éste con su medio, cómo se le evalúa y cómo

se podría construir uno.se podría construir uno.

IntroducciónIntroducción

Un Un agenteagente es todo aquello que es todo aquello que percibe percibe su su ambiente mediante ambiente mediante sensoressensores y que y que responde responde o o actúaactúa en tal ambiente por en tal ambiente por medio de medio de efectoresefectores..

IntroducciónIntroducción

Ambiente Agente

?

percepciones

acciones efectores

sensores

Cómo debe proceder un agenteCómo debe proceder un agente

Un Un agente racional agente racional es aquél que hace lo es aquél que hace lo correcto.correcto.

Lo “correcto” es lo que permite que el Lo “correcto” es lo que permite que el agente obtenga el mejor desempeñoagente obtenga el mejor desempeño

¿Cómo y cuando evaluar ese ¿Cómo y cuando evaluar ese desempeño?desempeño?


Medición del desempeñoMedición del desempeño Evalúa el “cómo”Evalúa el “cómo” ¿qué tan exitoso ha sido un agente?¿qué tan exitoso ha sido un agente? Debe ser objetivaDebe ser objetiva

La racionalidad NO ES omnisciencia, La racionalidad NO ES omnisciencia, clarividencia ni exitosa necesariamente.clarividencia ni exitosa necesariamente.La racionalidad se puede ver como unLa racionalidad se puede ver como un éxito éxito esperado, tomando como base lo que se ha esperado, tomando como base lo que se ha percibido.percibido.


La racionalidad depende de:La racionalidad depende de: La medida con la que se evalúa el grado de La medida con la que se evalúa el grado de

éxito logradoéxito logrado Todo lo que hasta el momento haya percibido Todo lo que hasta el momento haya percibido

el agente (el agente (secuencia de percepcionessecuencia de percepciones)) Conocimiento que posea el agente del medioConocimiento que posea el agente del medio Acciones que el agente puede emprenderAcciones que el agente puede emprender


Agente racional idealAgente racional ideal ““En todos los casos de posibles secuencias de En todos los casos de posibles secuencias de

percepciones, un agente racional deberá emprender percepciones, un agente racional deberá emprender todas aquellas acciones que favorezcan obtener el todas aquellas acciones que favorezcan obtener el máximo de su medida de rendimiento, basándose en máximo de su medida de rendimiento, basándose en las evidencias aportadas por al secuencia de las evidencias aportadas por al secuencia de percepciones y en todo conocimiento incorporado en percepciones y en todo conocimiento incorporado en tal agente”tal agente”

¿Es un reloj un agente racional?¿Es un reloj un agente racional?


MapeoMapeo de secuencias de percepciones de secuencias de percepciones para accionespara acciones

Mapeo IdealMapeo Ideal El especificar qué tipo de acción deberá El especificar qué tipo de acción deberá

emprender un agente como respuesta a emprender un agente como respuesta a una determinada secuencia de una determinada secuencia de percepciones constituye el diseño de un percepciones constituye el diseño de un agente ideal.agente ideal.

Ejemplo: raíz cuadradaEjemplo: raíz cuadrada


AutonomíaAutonomía Si las acciones del agente se basan en un Si las acciones del agente se basan en un

conocimiento integrado previamente, no es conocimiento integrado previamente, no es autónomo.autónomo.

Un sistema será autónomo en la medida en Un sistema será autónomo en la medida en que su conducta está definida por su propia que su conducta está definida por su propia experiencia.experiencia.

Estructura de los Agentes Estructura de los Agentes InteligentesInteligentes

Un propósito de la IA es el diseño de Un propósito de la IA es el diseño de un un programa de agenteprograma de agente (una función que (una función que mapee de percepciones a acciones)mapee de percepciones a acciones)Este programa se ejecutará en algún Este programa se ejecutará en algún dispositivo de cómputo, o dispositivo de cómputo, o arquitecturaarquitectura..

?


Antes de diseñar un programa de agente, hay Antes de diseñar un programa de agente, hay que hacer la descripción PAMAque hacer la descripción PAMA PercepcionesPercepciones AccionesAcciones MetasMetas AmbienteAmbiente

AGENTE = ARQUITECTURA + PROGRAMA


Agente: Robot clasificador de partesAgente: Robot clasificador de partes PercepcionesPercepciones

Pixeles de intensidad variablePixeles de intensidad variable AccionesAcciones

Recoger partes, y clasificarlas en contenedoresRecoger partes, y clasificarlas en contenedores MetasMetas

Poner las partes en el contenedor correspondientePoner las partes en el contenedor correspondiente AmbienteAmbiente

Banda transportadora de partesBanda transportadora de partes


Agente: Controlador de una refineríaAgente: Controlador de una refinería PercepcionesPercepciones

Lecturas de temperatura y presiónLecturas de temperatura y presión AccionesAcciones

Abrir y cerrar válvulas, ajustar temperaturasAbrir y cerrar válvulas, ajustar temperaturas MetasMetas

Lograr pureza, rendimiento y seguridad máximosLograr pureza, rendimiento y seguridad máximos AmbienteAmbiente

RefineríaRefinería


Agente: Sistema para diagnósticos médicosAgente: Sistema para diagnósticos médicos PercepcionesPercepciones

Síntomas, evidencias y respuestas del pacienteSíntomas, evidencias y respuestas del paciente AccionesAcciones

Hacer preguntas y pruebas. Sugerir tratamientos.Hacer preguntas y pruebas. Sugerir tratamientos. MetasMetas

Paciente saludable, reducir costos al mínimoPaciente saludable, reducir costos al mínimo AmbienteAmbiente

Pacientes, hospital.Pacientes, hospital.


Agente: Asesor interactivo de inglésAgente: Asesor interactivo de inglés PercepcionesPercepciones

Palabras escritas a máquinaPalabras escritas a máquina AccionesAcciones

Dar ejercicios impresos, sugerencias y correcciones.Dar ejercicios impresos, sugerencias y correcciones. MetasMetas

Que el estudiante obtenga la máxima calificación en una Que el estudiante obtenga la máxima calificación en una pruebaprueba

AmbienteAmbienteGrupo de estudiantesGrupo de estudiantes


En algunos ambientes ricos e ilimitados se En algunos ambientes ricos e ilimitados se usan usan agentes de softwareagentes de software ( (softbotssoftbots))

EjemplosEjemplos Piloto de un simulador de vueloPiloto de un simulador de vuelo Selección de noticias de interés en líneaSelección de noticias de interés en línea Buscador inteligente para el WWWBuscador inteligente para el WWW


Esqueleto de un Agente:Esqueleto de un Agente:

FunciónFunción Esqueleto-Agente Esqueleto-Agente ((percepciónpercepción)) responde responde con una con una acciónaccióneestáticastática: : memoriamemoria,, la memoria del mundo del agentela memoria del mundo del agente

memoria memoria Actualización-Memoria ( Actualización-Memoria (memoria, percepciónmemoria, percepción))acción acción Escoger-La-Mejor-Acción ( Escoger-La-Mejor-Acción (memoriamemoria))memoriamemoria Actualización-Memoria ( Actualización-Memoria (memoria,acciónmemoria,acción))

responderesponde con una con una acciónacción

NOTA: La medición del desempeño no forma parte del NOTA: La medición del desempeño no forma parte del programa esqueleto.programa esqueleto.


Agente basado en tablaAgente basado en tablaFunciónFunción Agente-basado-en-tablaAgente-basado-en-tabla ((percepciónpercepción)) responde responde con con

una una acciónaccióneestáticastática: : percepcionespercepciones, una secuencia originalmente, una secuencia originalmente

vacía.vacía.tablatabla,, una tabla, indexada medianteuna tabla, indexada mediante secuencias de perecpciones, secuencias de perecpciones,

originalmenteoriginalmente especificada en su totalidadespecificada en su totalidad

añadir la añadir la percepciónpercepción al final de todas las al final de todas las percepcionespercepcionesacción acción ConsultaConsulta ( (percepciones, tablapercepciones, tabla))

devolverdevolver acciónacción


¿qué pasaría si se diseña un agente de la forma ¿qué pasaría si se diseña un agente de la forma más sencilla (tabla de consulta) para jugar más sencilla (tabla de consulta) para jugar ajedrez?ajedrez? La tabla tendría aproximadamente 35La tabla tendría aproximadamente 35100100 entradas entradas Elaborar la tabla tomaría mucho tiempoElaborar la tabla tomaría mucho tiempo El agente no sería autónomoEl agente no sería autónomo Aún si tuviera un mecAún si tuviera un mecaanniismo de aprendizaje, le smo de aprendizaje, le

tomaría mucho tiempo aprender todas las entradas tomaría mucho tiempo aprender todas las entradas de la tabla.de la tabla.


Ejemplo: Aplique la descripción PAMA Ejemplo: Aplique la descripción PAMA para el diseño de un taxi automatizado.para el diseño de un taxi automatizado.


Agente: Taxi automatizadoAgente: Taxi automatizado PercepcionesPercepciones

Cámaras, velocímetro, sistema de posicionamiento global, Cámaras, velocímetro, sistema de posicionamiento global, micrófono.micrófono.

AccionesAccionesManejo del volante, acelerar, frenar, hablar con pasajero.Manejo del volante, acelerar, frenar, hablar con pasajero.

MetasMetasViaje seguro, rápido, sin infracciones, cómodo, obtención Viaje seguro, rápido, sin infracciones, cómodo, obtención máxima de ganancias.máxima de ganancias.

AmbienteAmbienteCalles, carreteras, tráfico, peatones, clientes.Calles, carreteras, tráfico, peatones, clientes.

Tipos de AgenteTipos de Agente

Agentes de reflejo simple.Agentes de reflejo simple.

Agentes bien informados de todo lo que Agentes bien informados de todo lo que pasa.pasa.

Agentes basados en metas.Agentes basados en metas.

Agentes basados en utilidad.Agentes basados en utilidad.

Agentes de reflejo simpleAgentes de reflejo simple

El usar una tabla de consulta explícita está fuera El usar una tabla de consulta explícita está fuera de toda consideración.de toda consideración.

Sin embargo, es posible resumir fragmentos de Sin embargo, es posible resumir fragmentos de tabla observando ciertas asociaciones entre tabla observando ciertas asociaciones entre entradas/salidas que se producen entradas/salidas que se producen frecuentemente, y haciendo frecuentemente, y haciendo reglas de condición-reglas de condición-acciónacción, por ejemplo:, por ejemplo: SiSi el carro de adelante está frenando, el carro de adelante está frenando, entoncesentonces

empezar a frenar.empezar a frenar.


Am

biente

AgenteComo es el mundo

ahora

Acción que debo

tomar Reglas condición-acción

Sensores

Efectores


FunciónFunción Agente-reflejo-simpleAgente-reflejo-simple ((percepciónpercepción)) responde responde con una con una acciónacción

eestáticastática: : reglasreglas, un conjunto de reglas de condición-acción, un conjunto de reglas de condición-acción

estado estado Interpretar-Entrada (Interpretar-Entrada (percepciónpercepción).).

regla regla Regla-Coincidencia ( Regla-Coincidencia (estado, reglasestado, reglas).).

acción acción Regla-Acción[Regla-Acción[reglaregla]]

responder responder con unacon una acciónacción

Agentes bien informados de todo lo Agentes bien informados de todo lo que pasaque pasa

El agente reflejo simple funciona sólo si se toma El agente reflejo simple funciona sólo si se toma la decisión adecuada con base en la percepción la decisión adecuada con base en la percepción de un momento dado.de un momento dado.En ocasiones se requiere mantener cierto tipo En ocasiones se requiere mantener cierto tipo de estado interno para estar en condiciones de de estado interno para estar en condiciones de estar optar por una acción.estar optar por una acción.Ejemplo: imágenes de antes y después pare Ejemplo: imágenes de antes y después pare detectar cambios.detectar cambios.


Am

biente

Agente

Como es el mundo ahora

Acción que debo

tomar Reglas condición-acción

Sensores

Efectores

Estado

Como evoluciona el mundo

Lo que mis acciones hacen


FunciónFunción Agente-reflejo-con-estadoAgente-reflejo-con-estado ((percepciónpercepción)) responde responde con con una una acciónaccióneestáticastática: : estadoestado, una descripción prevaleciente del, una descripción prevaleciente del

estado del mundoestado del mundoreglasreglas, un conjunto de reglas de condición-, un conjunto de reglas de condición- acciónacción

estado estado Actualizar-Estado (Actualizar-Estado (estado, percepciónestado, percepción).). regla regla Regla-Coincidencia ( Regla-Coincidencia (estado, reglasestado, reglas).).

acción acción Regla-Acción[Regla-Acción[reglaregla]] estadoestado Actualizar-Estado ( Actualizar-Estado (estado, acciónestado, acción))

responder responder con unacon una acciónacción

Agentes basados en metasAgentes basados en metas

Para decidir qué hacer no basta con tener Para decidir qué hacer no basta con tener información acerca del estado que prevalece en información acerca del estado que prevalece en el ambiente. el ambiente. Además del estado prevaleciente, se requiere Además del estado prevaleciente, se requiere cierto tipo de información sobre su cierto tipo de información sobre su metameta..La La búsquedabúsqueda y la y la planificaciónplanificación son subcampos son subcampos de la IA que se ocupan de encontrar las de la IA que se ocupan de encontrar las secuencias de acciones que permiten alcanzar secuencias de acciones que permiten alcanzar las metas de un agente.las metas de un agente.


Este tipo de agente es diferente a los Este tipo de agente es diferente a los anteriores, debido a que implica tomar en anteriores, debido a que implica tomar en cuenta el futuro.cuenta el futuro.

Es más flexible si cambian las condiciones Es más flexible si cambian las condiciones o cambian las metas (¿qué pasaría si o cambian las metas (¿qué pasaría si llueve? ¿qué pasaría si al taxi llueve? ¿qué pasaría si al taxi automatizado se le pide otro destino?)automatizado se le pide otro destino?)


Am

biente

Agente


Acción que debo

tomar Metas

Sensores

Efectores

Estado



Qué efectos tiene tomar

la acción A

Agentes basados en utilidadAgentes basados en utilidad

Las metas no bastan por sí mismas para Las metas no bastan por sí mismas para generar una conducta de alta calidad.generar una conducta de alta calidad.Puede haber muchas secuencias de acciones Puede haber muchas secuencias de acciones que permitan alcanzar la meta, pero algunas que permitan alcanzar la meta, pero algunas ofrecen más ofrecen más utilidad utilidad que otras. que otras.La utilidad es una función que correlaciona un La utilidad es una función que correlaciona un estado y un número real mediante el cual se estado y un número real mediante el cual se caracteriza el correspondiente grado de caracteriza el correspondiente grado de satisfacción.satisfacción.

Agentes basados en utilidadAgentes basados en utilidad

Am

biente

Agente


Acción que debo

tomar

Sensores

Efectores

Estado



Que efectos tiene tomar

la acción A

Que tan feliz estaría en un estado

determinadoUtilidad

AmbientesAmbientes

La relación entre el agente y el ambiente La relación entre el agente y el ambiente es siempre la misma: el agente ejerce es siempre la misma: el agente ejerce acciones sobre el ambiente, que, a su vez, acciones sobre el ambiente, que, a su vez, aporta percepciones al primero.aporta percepciones al primero.

AmbientesAmbientes

Propiedades:Propiedades: Completamente observables vs. parcialmente Completamente observables vs. parcialmente

observablesobservablesSi el aparato sensorial de un agente le permite tener acceso Si el aparato sensorial de un agente le permite tener acceso al estado total de un ambiente, se dice que éste es al estado total de un ambiente, se dice que éste es completamente observablecompletamente observable. Si no es así, el ambiente es . Si no es así, el ambiente es parcialmente observableparcialmente observable..

Deterministas Deterministas vs. estocásticosvs. estocásticosSi el estado siguiente de un ambiente se determina Si el estado siguiente de un ambiente se determina completamente mediante el estado actual y las acciones completamente mediante el estado actual y las acciones escogidas por los agentes, se dice que el ambiente es escogidas por los agentes, se dice que el ambiente es determinista. Si no es así, el ambiente es determinista. Si no es así, el ambiente es estocásticoestocástico

AmbientesAmbientes

PropiedadesPropiedades Episódicos Episódicos vs. secuencialesvs. secuenciales

En un ambiente episódico, la experiencia del agente se En un ambiente episódico, la experiencia del agente se divide en “episodios”, donde la calidad de la actuación divide en “episodios”, donde la calidad de la actuación dependerá del episodio mismo. Los episodios subecuentes dependerá del episodio mismo. Los episodios subecuentes no dependen de las acciones anteriores.no dependen de las acciones anteriores.

Estáticos Estáticos vs.vs. dinámicos dinámicosSi existe la posibilidad de que el ambiente sufra Si existe la posibilidad de que el ambiente sufra modificaciones mientras el agente se encuentra deliberando, modificaciones mientras el agente se encuentra deliberando, se dice que tal ambiente se comporta en forma dinámica, de se dice que tal ambiente se comporta en forma dinámica, de lo contrario, es estático. Si lo que cambia es la evaluación lo contrario, es estático. Si lo que cambia es la evaluación del desempeño del agente, se dice que el ambiente es del desempeño del agente, se dice que el ambiente es semidinámico. semidinámico.

AmbientesAmbientes

PropiedadesPropiedades Discretos Discretos vs.vs. continuos continuos

Si existe una cantidad limitada de percepciones y Si existe una cantidad limitada de percepciones y acciones distintas y claramente discernibles, se acciones distintas y claramente discernibles, se dice que el ambiente es discreto. De lo contrario, dice que el ambiente es discreto. De lo contrario, el ambiente es continuo.el ambiente es continuo.

AmbientesAmbientes

PropiedadesPropiedades Agente simple vs. multiagentesAgente simple vs. multiagentes

Ejemplos:Ejemplos: Solución de crucigramas Solución de crucigramas Agente simple Agente simple Ajedrez Ajedrez Multiagentes Multiagentes

Los ambientes multiagente pueden serLos ambientes multiagente pueden ser Competitivos (ajedrez)Competitivos (ajedrez) Parcialmente cooperativos (manejo de vehículos)Parcialmente cooperativos (manejo de vehículos)

AmbientesAmbientes

El caso más difícil para un agente, es El caso más difícil para un agente, es interactuar con un ambiente:interactuar con un ambiente: Parcialmente observableParcialmente observable EstocásticoEstocástico SecuencialSecuencial DinámicoDinámico ContinuoContinuo MultiagenteMultiagente

EjercicioEjercicio

Determine cómo son los siguientes ambientes:Determine cómo son los siguientes ambientes: Ajedrez con relojAjedrez con reloj Ajedrez sin relojAjedrez sin reloj PóquerPóquer Conducir un taxiConducir un taxi Sistema de diagnóstico médicoSistema de diagnóstico médico Sistema de análisis de imágenesSistema de análisis de imágenes Robot clasificador de partesRobot clasificador de partes Controlador de refineríaControlador de refinería Asesor de inglés interactivoAsesor de inglés interactivo

EjercicioEjercicio

AmbienteAmbiente CO/CO/POPO

DD/E/E E/SE/S E/DE/D DD/C/C AS/AS/MAMA

Ajedrez con relojAjedrez con reloj

Ajedrez sin relojAjedrez sin reloj

PóquerPóquer

Conducir un taxiConducir un taxi

Sist. de diagnóstico médicoSist. de diagnóstico médico

Sistema. de análisis de imgs.Sistema. de análisis de imgs.

Robot clasificador de partesRobot clasificador de partes

Controlador de refineríaControlador de refinería

Asesor de inglés interactivoAsesor de inglés interactivo

1.2 agentes inteligentes

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