agentes inteligentes e sistemas cooperativosasilva/page1/page3/... · agentes inteligentes e...

51
Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos Regente: António Silva Email: [email protected] - Web: www.dei.iseo.ipp.pt/~asilva Elaborado por Carlos Ramos António Silva www.gecad.isep.ipp.pt 1

Upload: others

Post on 26-Sep-2020

11 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Agentes Inteligentes e Sistemas CooperativosRegente: António Silva

Email: [email protected] - Web: www.dei.iseo.ipp.pt/~asilva

Elaborado por

Carlos RamosAntónio Silva

www.gecad.isep.ipp.pt

1

Page 2: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Programação da Cadeira 1

2

Sem.# Datas Teóricas Teórico-Práticas

1 2 - 6 Out Introdução. Classificação dos Agentes Revisões de Prolog

2 9 - 13 Out Exemplos de Sistemas Multi-agente

Limitações dos agentes

Componente Visual do LPA-Prolog

3 16 - 20 Out Arquitecturas, Linguagens

Negociação, Ferramentas

Toolkit Chimera

4 23 - 27 Out Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Timers

5 30 - 3 Nov Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Sistema Distribuído de Aquisição de Dados

6 6 - 10 Nov Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Sistema Distribuído de Aquisição de Dados

7 13 - 17 Nov Miniteste Sistema Distribuído de Aquisição de Dados

8 20 - 24 Nov Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Trabalhos Práticos

9 27 - 1 Dez Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Trabalhos Práticos

10 4 - 8 Dez Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Trabalhos Práticos

11 11 - 15 Dez Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Trabalhos Práticos

12 2 - 5 Jan Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Trabalhos Práticos

13 8 - 12 Jan Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Trabalhos Práticos

14 15 - 19 Jan Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Trabalhos Práticos

15 22 - 26 Jan Trabalhos de Pesquisa Bibliográfica Trabalhos Práticos

wk 5-6 alunos ano passado(nota pode variar...)Inscrição por email nestas 2 semanas (grupo de 2)Últimos serão os primeiros...

2

Page 3: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Programação da Cadeira 2

Os trabalhos práticos serão realizados durante as aulas teórico-práticas das semanas 8 a 14.

No final da semana 11 (antes das férias do Natal) cada grupo deverá enviar por email um relatório intercalar contendo a descrição resumida do que foi realizado até à altura, problemas encontrados e o que pretendem ainda realizar.

Os trabalhos deverão ser finalizados até uma semana depois do fim das aulas, sendo entregues um relatório descritivo e o respectivo código em CD e em papel.

Os trabalhos de pesquisa bibliográfica serão anunciados semanalmente, atribuindo-se dois temas a outros tantos grupos de trabalho (2 alunos).

Tais trabalhos deverão ser apresentados nas aulas teóricas, 3 semanas depois de terem sido atribuídos.

33

Page 4: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Pesquisa Bibliográfica (Temas)

Agentes_AprendizagemAgentes_ArgumentativosAgentes_com_EmoçõesAgentes_InterfaceAgentes_LeilõesAgentes_MóveisAgentes_ReactivosArquitecturas_BDIBanca_Seguros_AgentesBlackboardsComércio_ElectrónicoControlo_TráfegoEntretenimentoFacilitadores_BrokersGestão_Redes

IADistribuídaKIF_KQML_ACLManufactura_AgentesMedicinaNegociaçãoOntologias_FerramentasOntologiasResolução_ConflitosResolução_Distribuída_ProblemasRobótica_AgentesSegurança_AgentesSemantic_WebSoftware_Engineering_AgentesZEUS_SWARM_OAA

44

Page 5: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

5

Origem dos Agentes

No início da década de 80 a comunidade científica da Inteligência Artificial organizou uma série de encontros nos quais apareceu a proposta de um novo ramo de actuação: a Inteligência Artificial Distribuída. Esse novo ramo de actuação resultava da junção de duas áreas: a Inteligência Artificial e a Computação Distribuída

Duas definições da Inteligência Artificial Distribuída:

a Inteligência Artificial Distribuída tem como objectivo a resolução de problemas para as situações nas quais um único “resolvedor” de problemas, uma única máquina ou uma única localização computacional não parecem apropriadas [Davis-1980]

a Inteligência Artificial Distribuída está relacionada com o tipo de resolução de problemas para o qual a computação ou a inferência estão distribuídas logicamente ou fisicamente [Nilsson-1981]

A Inteligência Artificial Distribuída passou a englobar 2 áreas: Resolução Distribuída de Problemas Sistemas Multi-Agente

5

Page 6: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

6

“Boom” e outras abordagens aos Agentes

O termo “Agente” atinge o seu auge a partir da década de 90, com o “boom” da Internet e da World Wide Web, devido ao facto de terem aparecido todo um novo conjunto de aplicações nas quais o conceito de agente aparece como a resposta mais adequada em termos tecnológicos

O termo Agente generaliza-se, sendo por vezes usado de uma forma abusiva, por uma mera questão de marketing, onde um programa perfeitamente convencional recebe a designação de Agente.

No entanto, o termo Agente passa a ser adoptado por outras comunidades científicas, para além da Inteligência Artificial, são exemplo disso as seguintes comunidades:

Sistemas Distribuídos Programação Orientada por Objectos (Objectos Distribuídos) Robótica Computação Gráfica, Realidade Virtual, Interfaces Homem-Máquina

Tais comunidades vão realçar características dos Agentes diferentes das mais realçadas pela comunidade da Inteligência Artificial

6

Page 7: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

7

O que é um Agente ? (1)

Se efectuarmos uma pesquisa no dicionário, o termo agente poderá aparecer com um dos três seguintes significados:

1) algo que produz ou é capaz de produzir um efeito;2) algo ao alguém que age por, ou em lugar de, outrem, por autorização deste

último;3) um meio ou instrumento através do qual uma entidade inteligente obtém um

resultado.

Uma definição (Informática):

Os agentes são sistemas baseados em hardware ou software que têm as seguintes propriedades [Wooldridge-1995]: • autonomia (operar sem intervenção directa de humanos e controlar as suas

próprias acções); • capacidade social (interagir com outros agentes, ou humanos, através de uma

ACL – agent communication language); • reacção (os agentes têm percepção sobre o ambiente, físico ou não, e

respondem atempadamente às alterações que ocorrem);• pró-acção (também são capazes de exibir comportamentos guiados por

objectivos, tomam a iniciativa).

7

Page 8: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

8

O que é um Agente ? (2)

Outras definições:

Chamarei Sociedade da Mente a um esquema no qual cada mente é feita com muitos processos pequeninos, chamados Agentes, cada Agente só pode fazer coisas simples que não exijam qualquer mente ou pensamento, no entanto, quando juntarmos tais agentes em sociedades e de modos especiais tal conduzirá à verdadeira inteligência [Minsky-1986]

Os agentes inteligentes são entidades de software que realizam um conjunto de operações por um utilizador ou programa, com algum grau de independência ou autonomia, empregando algum conhecimento e representação dos desejos ou objectivos do utilizador (IBM)

Os Agentes habitam ambientes dinâmicos e complexos, sentem e agem autonomamente nesses ambientes e realizam um conjunto de objectivos ou tarefas para as quais foram concebidos [Maes-1995]

8

Page 9: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

9

Principais Características dos Agentes

Característica Significado

Capacidade Sensorial Dispõe de sensores para captar informação sobre o meio envolvente

Reactividade Sente e age, responde ao longo do tempo às mudançasno ambiente

Autonomia Decide e controla as suas próprias acções

Pró-actividade Orienta-se por objectivos, não age apenas para responder ao ambiente

Persistência Existe ao longo do tempo

Capacidade social Comunica e coopera com outros agentes e talvez com pessoas, concorre, compete, argumenta, negoceia

Aprendizagem Muda o seu comportamento com base na experiência anterior

Mobilidade Capacidade de movimentar-se de uma máquina para outra

Carácter Personalidade credível e comportamento emocional

Inteligência Capacidade de raciocínio autónomo, planeia o que faz, corrige os erros e reage a situações não esperadas, adapta-se e aprende, argumenta, negoceia, gere conflitos

9

Page 10: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

10

Agentes Autónomos, segundo [Franklin-1996]

10

Page 11: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Agentes - exemplos de aplicação 1

Comércio Electrónico• Automatizar buscas • Segurança para além da de transacção

• Compras individuais• Personalização do Agente• Produtos standard ou diferenciados• Agentes individuais• Agentes vendedores

• Business2Business• Produtos bem definidos• Selecção cuidada de fornecedores

11

.Agentes autónomos

.Segurança

.Produtos standard ou diferenciados

11

Page 12: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Agentes - exemplos de aplicação 2

Robótica• Manipulação e montagem• Reconhecimento

Sistemas de Produção• Sistemas Multi-agente• Agentes pata Recursos e para Tarefas• Negociação

Controle de Tráfego• Aplicação crítica, complexa e distribuída

• Aéreo ou urbano

1212

Page 13: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

13

Problemas das Soluções baseadas em Agentes

1) Não há um controlador total do sistema – As soluções baseadas em agentes podem não ser adequadas para problemas onde restrições globais devam ser mantidas, onde seja necessário um comportamento em tempo-real e onde devam ser evitados deadlocks

2) Não há uma perspectiva global – Uma acção de um agente é determinada pelo estado local do agente. O conhecimento global completo não é possível pelo que os agentes apenas podem atingir globalmente decisões sub-óptimas

3) Confiança e delegação de competências – para que se possa delegar tarefas em agentes será preciso confiar nesses agentes. As organizações necessitam de maior experiência com componentes de software autónomos. O adquirir confiança nos agentes por parte dos utilizadores demora tempo. A personificação cuidada do agente é outro aspecto que se relaciona com a confiança no agente. Como garantir que o Agente nos representa de facto?

1-2 - sistemas distribuidos3 - condiciona + aceitação SMAInteligência Escalável

13

Page 14: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

14

Alguns problemas no desenvolvimento de Sistemas baseados em Agentes

Conceito simples de compreender, mas complexo de implementar

Agentes como um dogma, ver agentes em tudo, POO pode ser suficiente

Tentar desenvolver Agentes genéricos, os Agentes devem ser concebidos para aplicações específicas

Esquecer que estamos a desenvolver Software (necessidade de métodos de Engenharia de Software para Agentes)

Esquecer que computacionalmente os Agentes são Sistemas Distribuídos (o contrário não é verdade)

Sindroma do “não inventado aqui”, tendência para desenvolver de raiz as Arquitecturas, Infra-estruturas, Plataformas, etc

Extremos:• Excesso/Ausência de Inteligência Artificial• Muitos/Poucos Agentes

- porquê usar agentes?Para que servem?- Problemas dos sistemas distribuídos: sincronização, exclusão mútua, partilha de recursos, deadloacks- Não explorar concorrência (principal vantagem SMA)

Muitos agentes -> comportamentos emergentes(não previstos inicialmente mas que emerge por interacção entre agentes)Resultados positivos mas eventualmente caóticos

14

Page 15: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Arquitecturas Internas dos Agentes 1

Arquitecturas Deliberativas (BDI)

15

• Crenças - informação de que o agente dispõe sobre o seu ambiente• Desejos - preferências sobre os estados futuros do ambiente• Objectivos - desejos cuja realização é plausível• Intenções - objectivos cuja perseguição foi decidida pelo agente e de decorrem acções• Plano - implementação pragmática das intenções

15

Page 16: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Arquitecturas Internas dos Agentes 2

Arquitecturas Reactivas

16

Série versus paralelo

+Simples e robustacomputacionalmente tratável-Incapazes de aprendizagemNº limitado de comportamentos

Comportamentos virados para a tarefa

16

Page 17: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

17

Arquitecturas Internas dos Agentes 3

ArquitecturaARCHON

ArquitecturaHolónica

17

Page 18: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

18

Arquitecturas dos Sistemas Multi-Agente

Robótica de Montagem

Sistemas de Manufactura

TLP - Task Level PlanWD - World DescriptorELP&TE - Execution Level Planner + Task Executor

HT - Holons TarefaHR - Holons RecursoHP - Holons ProdutoHEsc - Holon de EscalonamentoHPP - Holon de Planeamento de Processo

‣Específicas ou genéricas‣Centralizadas ou distribuídas‣Fixas ou reconfiguráveis‣Homogéneas ou heterogéneas

18

Page 19: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

19

Serviços de Suporte a Agentes e Sistemas Multi-Agente (1)

1.Comunicações2.Segurança3.Directório4.Conversação

Comunicações Troca de Mensagens

ponto-a-ponto multiponto broadcast

Blackboards Memória partilhada FCs - Fontes de

conhecimento Eventos - afixação de

pedidos e respostas

19

Page 20: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Serviços de Suporte a Agentes e Sistemas Multi-Agente (3)

Mecanismos básicos

Comunicação síncrona e assíncrona Encaminhamento Pooling

Segurança

Serviço de Nomes Serviço de Encriptação de Mensagens Serviço de Permissões

2020

Page 21: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

21

Serviços de Suporte a Agentes e Sistemas Multi-Agente (3)

Informações

Facilitação (Facilitator) Descoberta (Broker)

Gestão de Conversações

Sincronização da Conversação Armazenamento Time-outs

Uma conversação é um conjunto ordenado, eventualmente sequencial, de mensagens trocadas entre agentes e que são compreendidas mutuamente.

O serviço de Directórios fornece informação sobre quais as tarefas e forma de contacto de cada agente.

21

Page 22: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

22

Negociação entre Agentes 1

Tipos de Negociação

• 1 contratante para 1 contratante• 1 contratante para N contratados• N contratantes para 1 contratado• N contratantes para M contratados

Negociação de 1 para 1

Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos

9 – Negociação entre Agentes

Tal como na negociação entre seres humanos, os Agentes deverão ser capazes de comunicar

entre si e exibirem algumas capacidades sociais para que se estabeleça uma negociação.

Definem-se protocolos de negociação entre agentes para reger o desenvolvimento do processo

de negociação.

Os tipos de negociação mais usuais são:

! 1 potencial contratante para 1 potencial contratado;

! 1 potencial contratante para N potenciais contratados;

! N potenciais contratantes para 1 potencial contratado;

! N potenciais contratantes para M potenciais contratados.

Iremos, de seguida, detalhar melhor os três primeiros tipos de negociação, visto que o quarto

pode ser obtido pela multiplicação do segundo ou terceiro casos.

9.1 – Negociação de 1 para 1

Podemos associar o caso do Cliente-Servidor como um caso particular deste tipo de

negociação. A diferença reside no facto do potencial contratado, ao contrário do servidor,

poder recusar-se a executar as tarefas que são pedidas.

O protocolo começa com o anúncio (figura 11) por parte do potencial contratante (Ag) dirigido

ao potencial contratado (Ag1).

Ag Ag1anúncio

Fig. 11 – Anúncio de Ag para Ag1

Instituto Superior de Engenharia do Porto – Carlos Ramos

-61-

Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos

Ag1 analisa a intenção do anúncio de Ag e responde enviando uma proposta ou manifestando a

impossibilidade de executar a tarefa pedida (figura 12).

proposta / impossibilidadeAg Ag1

Fig. 12 – Resposta de Ag1 a Ag

No caso de impossibilidade Ag não pode contar com a execução da tarefa pretendida. Note-se

que Ag deve ser suficientemente autónomo para saber lidar com tal situação, não devendo pura

e simplesmente bloquear. Caso não haja impossibilidade, Ag analisa a proposta e procede à

aceitação de Ag1 para executar a tarefa ou rejeita a proposta (figura 13). Tal depende do

conteúdo dessa mesma proposta.

Ag Ag1aceitação / rejeição

Fig. 13 – Finalização da negociação entre Ag e Ag1

O processo pode ser mais complexo e exigir mais interacção entre Ag e Ag1, por exemplo Ag

impor um preço mínimo e prazo de entrega e Ag1 tentar convencer Ag para uma solução que

garanta o preço mas não o prazo, ou o contrário.

Note-se que os Agentes devem estar providos de mecanismos tolerantes à falhas,

nomeadamente no que se refere às comunicações, visto que qualquer das mensagens pode não

chegar ao destinatário pelas mais diversas razões, novamente a questão da autonomia dos

agentes aparece como uma questão vital.

9.2 – Negociação de 1 para n

Vários protocolos de negociação de 1 contratante para n potenciais contratados têm sido

propostos, geralmente baseados no “Contract Net Protocol” [Davis-1983].

Vamos considerar um Agente Ag que pretende ver satisfeita uma tarefa que pode ser realizada

por Ag1, Ag2 e Ag3 (potenciais contratados).

O processo começa com o anúncio feito por Ag e dirigido para Ag1, Ag2 e Ag3 (figura 14).

Instituto Superior de Engenharia do Porto – Carlos Ramos

-62-

Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos

Ag1 analisa a intenção do anúncio de Ag e responde enviando uma proposta ou manifestando a

impossibilidade de executar a tarefa pedida (figura 12).

proposta / impossibilidadeAg Ag1

Fig. 12 – Resposta de Ag1 a Ag

No caso de impossibilidade Ag não pode contar com a execução da tarefa pretendida. Note-se

que Ag deve ser suficientemente autónomo para saber lidar com tal situação, não devendo pura

e simplesmente bloquear. Caso não haja impossibilidade, Ag analisa a proposta e procede à

aceitação de Ag1 para executar a tarefa ou rejeita a proposta (figura 13). Tal depende do

conteúdo dessa mesma proposta.

Ag Ag1aceitação / rejeição

Fig. 13 – Finalização da negociação entre Ag e Ag1

O processo pode ser mais complexo e exigir mais interacção entre Ag e Ag1, por exemplo Ag

impor um preço mínimo e prazo de entrega e Ag1 tentar convencer Ag para uma solução que

garanta o preço mas não o prazo, ou o contrário.

Note-se que os Agentes devem estar providos de mecanismos tolerantes à falhas,

nomeadamente no que se refere às comunicações, visto que qualquer das mensagens pode não

chegar ao destinatário pelas mais diversas razões, novamente a questão da autonomia dos

agentes aparece como uma questão vital.

9.2 – Negociação de 1 para n

Vários protocolos de negociação de 1 contratante para n potenciais contratados têm sido

propostos, geralmente baseados no “Contract Net Protocol” [Davis-1983].

Vamos considerar um Agente Ag que pretende ver satisfeita uma tarefa que pode ser realizada

por Ag1, Ag2 e Ag3 (potenciais contratados).

O processo começa com o anúncio feito por Ag e dirigido para Ag1, Ag2 e Ag3 (figura 14).

Instituto Superior de Engenharia do Porto – Carlos Ramos

-62-

A negociação é um processo de interacção entre agentes com o objectivo de chegarem a um acordo com benefícios mútuos, envolvendo a troca de informação, a relaxação de objectivos e concessões mútuas.

• Caso particular da relação Cliente-Servidor

• Ag deve saber lidar com impossibilidade• Mecanismos tolerantes às falhas

Componentes:• Protocolos• Estratégias

22

Page 23: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Negociação entre Agentes 2

23

Negociação de 1 para N

Contract Net Protocol

• Disponível conhecimento sobre capacidadesdos Agentes - Alternativas?

• Mensagens de impossibilidade/rejeição podem não ser obrigatórias

23

Page 24: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Negociação entre Agentes 3

24

Negociação de N para 1

Cenários•Ag optimista e cumpridor•Ag pessimista e não cumpridor

• Combinação de processos de negociação

• Centrado no ponto de vista do contratado

Problema de IndecisãoQuando um agente está sujeito a à negociação simultânea de vários contratos não pode saber se as suas propostas serão ou não aceites, pelo que o seu comportamento será condicionado.

24

Page 25: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Negociação entre Agentes 4

25

➡ Negociar proposta a proposta até ao final➡ Incluir passos intermédios nas negociações (reconfirmações)➡ Avaliação da importância relativa dos potenciais contratos➡ Avaliação do impacto do não cumprimento➡ Uso da subcontratação➡ Renegociação de contratos já estabelecidos

Como lidar com o Problema da Indecisão?

Renegociação - novo processo negocial devido a• rompimento do anterior• mudança das condições iniciais

25

Page 26: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Leilões e Agentes

26

Características:•Leilões como negociação•Úteis para bens sem valor pré-determinado•Flexibilidade e rapidez•Forma simples de estabelecer preço•Licitadores estabelecem preço, vendedor as regras•Leiloeiro como intermediário

Leilão é um método de atribuição de bens baseado na competição

Tipos genéricos:•Abertos ou de propostas secretas•Preços sobem ou descem•Unilaterais ou bilaterais•Bens de consumo pessoal ou para revenda

26

Page 27: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Leilões e Agentes

27

Taxonomia Básica dos Leilõessegundo Vickrey

Tipo de Leilão Regras Preço do negócio

Inglês(aberto, oral, ascendente)

Vendedor anuncia preço de reserva. Licitações sobem até que ninguém faça mais licitações. Licitadores podem fazer novas avaliações.

Valor da licitação mais elevada

Holandês Vendedor anuncia preço máximo.Preço vai descendo até alguém aceite o negócio.

Valor da melhor proposta

1ª proposta secreta aceite

Licitadores submetem propostas secretas, sem conhecimento das outras propostas.O vencedor paga a quantia que propôs.

Valor da melhor proposta

2ª proposta secreta aceite

Licitadores submetem propostas secretas. Vencedor é o que fez melhor proposta mas paga a quantia oferecida na 2ª melhor proposta.

Valor da segunda melhor proposta

27

Page 28: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Leilões e Agentes

28

Forma de negociação usada por sistemas multi-agente

Exige inteligência

Áreas de aplicação:

Mercado de Electricidade

Internet (viagens)

+ Info: www.agorics.com/Library/auctions.html

28

Page 29: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Conflitos em Sistemas Multiagente

29

•Conflito de Objectivos•Propósitos divergentes, eventualmente contraditórios•Estabelecimento de compromissos•Sistema de prioridades quando consenso impossível

•Conflito de Responsabilidade ou Interesse•Fins comuns, concorrendo pela mesma tarefa ou bem

•Conflitos de Informação ou Conhecimento•Diferentes leituras da mesma realidade•Definição de diferentes níveis de credibilidade•Eventual fusão dos diferentes resultados•Eventual atribuição de factores de incerteza

29

Page 30: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesOntologias 1

30

Uma ontologia é uma especificação explícita duma conceptualização

Gruber, 1993

Conceptualização é uma visão simplificada, abstracta, do domínio

a representar.

30

Page 31: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesOntologias 2

31

In the context of multi-agent systems, ontology is a computer-readable description of knowledge about the resources ... The software agents become intelligent because they can make use of the knowledge contained in ontology to use in the process of negotiation and decision-making.

Howarth, 2004

An ontology is a formal definition of a body of knowledge. The most typical type of ontology used in building agents involves a structural component. Essentially a taxonomy of class and subclass relations coupled with definitions of the relationships between these things.

Hendler,2000

O uso de linguagem comum não basta para agentes se entenderem

Agentes têm que partilhar uma organização do conhecimento

Uma ontologia inclui:um vocabulário comum

+conceitos e suas relações

31

Page 32: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesOntologias 3

32

As ontologias são essenciais para que os agentes possam estabelecer uma plataforma comum de troca de conhecimento.Sem ela, cada um interpretará os termos atribuindo-lhes diferentes significados.

Compromisso ontológicoAcordo entre um conjunto de agentes para o uso de vocabulário comum.

Uma ontologia pode ser representada por uma Base de Conhecimento estruturada de forma hierárquica em classes.

32

Page 33: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesOntologias 4

33

CritériosClareza

Definições objectivas e completasCoerência

Evitar contradiçõesExtensibilidade

Antecipação dos usos futuros do vocabulário partilhadoDefinição de novos termos com base nos existentes

A Codificação serve o ConhecimentoConceitos representados ao nível do conhecimento sem depender de codificações específicas

Minimização dos compromissos ontológicosUma ontologia deve incluir as definições estritamente necessárias para a comunicação do conhecimento

33

Page 34: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesOntologias 5

34

(subclass Person Animal)

(and (instance KofiAnnan Human) (occupiesPosition KofiAnnan SecretaryGeneral UnitedNations))

(not (occupiesPosition SilvioBerlusconi President Libya))

(=> (and (instance ?P Human) (attribute ?SL Asleep)) (not (exists ?ACT (and (instance ?ACT IntentionalProcess) (overlaps ?ACT ?SL) (agent ?ACT ?P)))))

“If a person is sleeping he or she cannot perform an intentional action”

Elementos duma ontologia

(em SUO-KIF)

34

Page 35: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesKIF 1

35

Knowledge Interchange Format (KIF) é uma linguagem formal para o intercâmbio de conhecimento entre programas computacionais diferentes, escritos por diferentes programadores, em diferentes períodos, usando diferentes linguagens.

Genesereth, 1992

KIF não é:uma linguagem de interacção com utilizadoresuma forma de representação interna de conhecimento

KIF:é uma linguagem com semântica declarativapermite a expressão de frases em lógica de 1ªordempermite representar meta-conhecimento

35

Page 36: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesKIF 2

36

Exemplos de

Mensagens KIF(tell ( > 5 3)) - Notificação(perform (print “Hello!” t) - Pedido(reply available) - Resposta(ask-if ( > (lucro produto_1) (lucro produto_2))) - Pergunta

Estruturas de Dados(salario 123456789 contabilidade 1500) (salario 132547698 aprovisionamentos 1200) (salario 143276597 marketing 1800)

Expressões(> (* (largura t1) (comprimento t1)) (* (largura t2) (comprimento t2))) (=> (and (real-number ?x) (even-number ?n)) (> (expt ?x ?n) 0))

Metaconhecimento(interested joe ‘ (salario ,?x ,?y ,?z ))

Scripts(progn (fresh-line t) (print “Hello”) (fresh-line t))

36

Page 37: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesKQML 1

37

KQML (Knowledge Query and Manipulation language) é uma linguagem e um protocolo de troca de informação e conhecimento entre agentes.

O KQML é indiferente ao conteúdo e formato da informação que transporta.

Numa sociedade de agentes usando KQML é usual existirem agentes especiais (facilitadores) prestando serviços como:• associação de endereços físicos a

simbólicos• registo de bases de dados ou

serviços• serviços de comunicação

37

Page 38: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesKQML 2

38

Componentes:• Conteúdo• Envolvente• Envelope de

Comunicação

As primitivas da linguagem designam-se por performativas, que definem as acções permitidas nas comunicações entre agentes.

Primitivas básicas:Informativastell, achieve, untellPedidosperformPerguntasask-if, ask-one, ask-all, evaluateRespostasreply, sorryDefinição de capacidadessubscribe, monitor, advertiseComunicaçõesforward, register, broadcast, route

38

Page 39: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesKQML 3

39

Performativa

Conteúdo

Ontologia

Destinatário

Performativa

ConteúdoDestinatário

O agente Joe pergunta qual a cotação das acções da IBM:

Pares atributo-valor

39

Page 40: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

Interacção entre AgentesACL

40

Uma ACL (Agent Communicaton Language) engloba 3 componentes:‣ o seu vocabulário‣ a sua linguagem interna (KIF)‣ a sua linguagem externa (KQML)

Os agentes não se limitam a trocar mensagens, estabelecem conversações

Actos de conversaçãoAssertivos: a porta está fechadaDirectivos: a porta está fechadaQuestões: a porta está fechada?Compromissos: eu fecharei a portaPermissivos: ele pode fechar a portaProibitivos: ele não pode fechar a portaDeclarativos: esta é a porta de saídaExpressivos: esta gostaria que esta fosse a porta de saída

40

Page 41: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

41

Interacção entre Agentes

uma Ontologia é entendida como a especificação de conceitos e relações que existem para um agente ou comunidade de agentes, tal como ocorre na especificação formal de um programa computacional [Gruber-1993]

Formatos de Troca de Conhecimento (KIF)

Linguagens de Manipulação e Interrogação de Conhecimento (KQML)

Actos de Conversação

Linguagens de Comunicação entre Agentes (ACL)

41

Page 42: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

42

Plataformas de Desenvolvimento

Algumas Plataformas de Desenvolvimento AgentBuilder AgentTalk, NTT Agent Toolkit, Logic Programming Associates Aglets, IBM/Japão JAFMAS JATLite JINI Open Agent Architecture Repast Swarm Voyager ZEUS, British Telecom

42

Page 43: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

43

Exemplos Práticos (1) Comércio Electrónico

Pesquisa na Internet pelo melhor preço: Jango, Bargainfinder B2B: FairMarket Mercado de Derivados: E-Trade, OptiMark Leilões: AuctionBot Simuladores de mercados: MAGMA, Kasbah, Tête-à-Tête, ISEM

Mercados da Electricidade Leilão de Electricidade: AMS, AAEPI Contratos Bilaterais: SEPIA Bolsa de Electricidade: PowerWeb Mercados Mistos: EMCAS, MASCEM

Sistemas de Manufactura Uso do Contract Net: YAMS, General Electric Pintura de Camiões: FLAVORS Logística: LMS Metalurgia: ADS da Hitachi (Kawasaki Steel) ERP+MES: AARIA Sistemas Holónicos: HMS, Fabricare

43

Page 44: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

44

Exemplos Práticos (2) Sistemas de Controlo de Tráfego

Coordenação de Semáforos: DVMT Caminhos de Ferro: ADS da Hitachi, para comboios Shinkansen Aeroportos: OASIS, aeroporto de Sidney

Sistemas Eléctricos de Energia An. de Incidentes e Rep. em Serviço: SPARSE, ARCHON, APRICOT (Tutor) Gestão de Cargas: Homebot

Filtragem e Obtenção de Informação Filtragem em Correio Electrónico: MAXIMS Aconselhamento de artigos a ler: NEWT Informação para Turistas: GALAXY Organização de Dados: ZDL Anotação de Imagens: ARIA, na KODAK

Aplicações Aeroespaciais Planeamento, Execução e Monitorização: RemoteAgent, (Deep Space 1)

Tomada de Decisão em Grupo Argumentação e Componente Emocional: ArgEmotionAgents

44

Page 45: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

45

Comércio ElectrónicoISEM

45

Page 46: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

46

Mercados da Electricidade

0

1

2

3

4

Composed Goal DirectedAdpated Derivative Following

46

Page 47: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

47

Sistemas de ManufacturaFabricare

47

Page 48: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

48

Sistemas Eléctricos de EnergiaSPARSE e APRICOT

48

Page 49: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

48

Sistemas Eléctricos de EnergiaSPARSE e APRICOT

48

Page 50: Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativosasilva/page1/page3/... · Agentes Inteligentes e Sistemas Cooperativos 9 Ð Negocia o entre Agentes Tal como na negocia o entre seres humanos,

49

Conclusões Os Agentes representam um novo Paradigma na Modelação e

Desenvolvimento de Sistemas Programação baseada em Agentes Sistemas baseados em Agentes

Agentes Inteligentes: conceito centrado no Agente e na inteligência que este exibe

Sistema Multi-Agente: conceito centrado nas capacidades sociais de uma “comunidade” de Agentes

Principais problemas falta de confiança na delegação de competências falta de maturidade no desenvolvimento de sistemas

Esforço na Interacção entre Agentes

49