distintas arquitecturas...
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DistintasArquitecturasMultiAgente
AnaLiliaLaureano-Cruces
UniversidadAutónomaMetropolitana-Azcapotzalco
Referencia:Laureano-Cruces.TesisDoctoral.InteracciónDinámicaenSistemasdeEnseñanzainteligentes-IIBB-UNA.http://kali.uam.mx/clc/
Suposicionesconsideradasparalasarquitecturasreactivas
Brooks,creóestaarquitecturateniendoencuentalassiguientessuposiciones:
1. Unaconductacompleja,nonecesariamentetienequeserproductodeunsistemadecontrolcomplejo,másbienunaconductacomplejapuedeservistacomoelreflejodeentornoscomplejos.Estasuposiciónestárelacionadaconlaideadeinteligencia.
2. Enestetipodediseñolacomunicacióndelasinterfacesesimportante.Comoestamostrabajandoconundiseñoincremental,sesugierequesiencuentranenalgúnmomentdificultadesseregreseysecambien(reduciendooagrandando)losmódulos.
3. Deseamosconstruirrobotsbaratosquepuedanvagabundearenespacioshumanos,sinlaintervencióndeéstos.
4. Elmundohumanoestridimensional,noessólounmapadedosdimensiones,asíqueelrobotdebesercapazdemodelarloentresdimensiones,paraqueseaviablelacohabitaciónconhumanos.
5. Lossistemasdecoordenadasabsolutassonfuentedeerroresacumulativos;paraevitarlosedebentenermapasrelacionalesquesonmasútilesparalosrobotsmóviles,sinembargo,estaideaalteralosespaciosdediseñoparalossistemasdepercepción.
6. Sirealmentedeseamosquelosrobotsnosayudenentareashumanas,nosedebenconstruirmundosartificialesperfectosparalosrobots;estasuposiciónestarelacionadaconlaideadeubicación.
7. Aunquelosdatosdelossensoresdeultrasonidosseobtienenfácilmentenorepresentanunafuentericaparadescribirelmundosiendolosdatosvisualesmejoresparaestepropósito.Porestacausaelsonardebeutilizarseenlasinteraccionesdelosnivelesbajos,paraevitarobstáculosentiemporeal.
8. Paralarobustez,elrobotdebesercapazdedarsecuentacuandounsensorfallaocomienzaadarlecturaserróneasydebesercapazderecobrarserápidamente;estoimplicaqueelrobotdebesercapazdecalibrarsesolo,yademásdebehacerloconstantemente.
9. Estamosinteresadosenfabricarrobotsquepuedansobrevivirpordías,semanasymesessinlaasistenciahumanaenunentornocomplejoydinámico,talesrobotsdebensercapacesdemantenerseasímismos.
PartiendodeestassuposicionesBrookscreóunaarquitecturadivididaencapasconductuales;estadivisiónesrealizadadesdeelpuntodevistadelasmanifestacionesexternasdeseadasenelsistemadecontroldelrobot.Enlugardefijarseeneltrabajointernodelasolucióndeestasconductas,estasuposiciónestarelacionadaconlaideadeinteligencia
Arquitecturaincluida(subsumption-architecture)
Nivel0
Nivel1
Nivel2
Nivel3
Losmóduloshacentareasenparalelo;perosidosmódulosentranenconflicto(implicaresultadoscontradictorios).
Setomaránencuentasololosdatosqueprovienendelmódulosuperior.
Sinembargosielmóduloinferiorproduceresultadosmientraselsuperiornotrabaja;setomaránenconsideraciónlosdatosproducidos.
Interpretación
Loanteriorsetraduceenque,independientementedelniveldecapaendondeseencuentrelaacción,aesenivelnoleimportaránlascapasdearriba,quesolamentepuedeninteractuarconellaatravésdelflujodedatos.Deestaformacadanivellograsucompetenciaconlaayudadelascapasquetienedebajodeél.Esteprocesocontinuaráhastaelúltimoniveldondeseencontrarálaconductamascompleja.
ArquitecturaJerárquicaMulti-Agente
García-Alegre,BustosyGuinea,proponenunaArquitecturaJerárquicaMulti-AgenteparalageneraciónincrementaldeconductadecomplejidadcrecienteenelmarcodelaRobóticaAutónoma.
Dentrodeestemarcodereferenciadefineloscuatrocomponentesbásicosdelaarquitectura:agente,agentes,básicos,nivel,comunicaciones.
Agente:Constituyelaunidadfundamentaldelaarquitecturayabarcatantoaspectosreactivoscomodeliberativossinningunarestricciónensugradodecomplejidad.
Agentesbásicos:Sedefinencomolosbloqueselementalesdeconstrucciónquesonnecesariospararesolverunaclaseespecíficadeproblemas,porejemplomovimientolibredecolisióndelsistemaomovimientosdelojo.
Nivel:EnglobaaunconjuntodeAgentesquecompartenunlenguajecompuestoporunconjuntodetérminosrelacionadosconlapercepciónylaactuación.
Comunicación:Enestajerarquía,losnivelessecomunicanentresí,atravésdecanalesbiç➔direccionalesquenotienenasociadaunasemántica,porlocuallosprotocolosdecomunicacióndebendefinirseentreloselementoscomunicantes.
DesdeunaperspectivaglobaldePercepciónç➔Acción,existendosflujosdeinformación:
Dearriba➔abajoguiadoporlosobjetivosquedependedelosmecanismosdecoordinacióndiseñadosparautilizarlashabilidadesdelosAgentesdelnivelinferior.Deabajo➔arribadirigidoporlosdatossensoriales,seencargade,lapropagacióndelainformacióndelestadodelrobot-entorno.
Lacoordinaciónesunmecanismofundamentalqueserealizaentiemporealydependeasuvezdelosobjetivosydelasituaciónenqueseencuentreelrobotenelmundo.DeestaformalosAgentesdeundeterminadoNivelsehayancoordinadosporlosdelNivelsuperiorquelespidelasolucióndeundeterminadotipodeproblemasenloscualesellossonespecialistas,afindealcanzarsuobjetivo.Enlaprácticanoexisteunagarantíadequelapeticiónsealcanceconéxito,perosíunarespuestaanteelproblemaencontradoyunapeticióndeayudaounmecanismodecortequedevuelvaelcontrolalNivelsuperior.
Lapropagación,hacereferenciaalflujodeinformaciónperceptualqueprogresadesdeelNivelinferioralsuperior.UnAgentepropagaestetipodeinformacióncuandoselesolicitadeformaexplícitaobiencuandonopuederealizarsustareasdentrodelasrestriccionesimpuestasporunAgentedeNivelsuperior.
ArquitecturaJerárquicaMultiAgenteRobot
Humano
Stop&Back Avoid Forwrd
GoToPoint FollowContour GoAcross
PathPlanner Cartographer
Pilot:
Percepción
Acción
ArquitecturaModularHorizontal
Esunadelasmásutilizadas
Sebasaenmóduloshorizontalesenlazadosporenlacespredeterminados.
Estetipodearquitecturasseensamblanycadamódulotieneasucargounafunciónhorizontalespecífica.
Comandosdelossensoresylosefectores
Focodeatención
Percepción Acción
RepresentacióndelMundo
FuncionesdeInterpretación
Módulosmásutilizados
PercepciónyfuncionesdemotorMandareinterpretarlascomunicacionesUnabasedecreencias;quecomprendeelentornoyotrosagentesExperticiaeneldominiodehabilidadesManejodeobjetivosytomadedecisionesPlanificacióndeacciones
Controljerárquicoadaptativo
Kaelbling,proponesunaarquitecturaprimariaqueseríaigualquelapropuestaporBrooks.Seguiráexistiendolagranularidaddelascapasconductuales,pero,dentrodecadaniveldecompetenciaexisteunadescomposiciónhorizontalmayor.
Conestamayordescomposiciónhorizontaldentrodecadaniveldecompetencia,sepretendequecualquieradelossubcomponentesdeacciónpuedatomarventajadecualquieradelassalidasdelcomponentedepercepción.
Existeunamayordivisión,dóndecadaconductaserádescompuestaencapasdeabstracción,conlecturasdesensorsininterpretaciónenlosnivelesmasbajosymodelosdelmundosofisticadoenlosnivelesmásaltos;enestecasoelcomponentedeacciónconsistiráenunconjuntodeconductas.
Otracaracterísticadeestapropuestaesuncontroljerárquicoadaptativo,quevistaentérminosdediferentesconductas,paralocualsecrearonprocedimientosllamadosmediadores.
Hayquehacerhincapiéenqueestetipodearquitecturaseldiseñoporabstracciónconductualesimportanteyesendondesebasaeldiseñodelsistemainteligentedecontroldelrobot.Yesimportantequeexistaunareciprocidadconelsubcomponentedepercepción.
ControlJerárquicoadaptativo
SigueparedesEvitaobstáculos
Nivel2
Nivel1
Comandodeacción
ModelodelMundo
ElControlseencuentraenelanálisisydiseño
Elcontrolseencuentraenelanálisisyeldiseño,deaquíqueésteseatanimportante.
Semencionóqueelmodeladointernodelsistemaserealizaenbaseacómosedeseasecomporteelsistema.Implicatenerunaclaraycompletaideadequéesloquedeseamosrealiceelsistema.
Deotraformaseríaimposiblefijarobjetivosparcialesacadaunodelosagentesdeacuerdoasustareas.
Loanteriorsetraduceenquelosdiseñadoresdesistemasconagentesreactivosdeben:
invertirmuchotiempoeneldiseñoparadejarpre-compiladoofijoenhard-wireelmecanismodeacción-selección.
Mientraslosmecanismosdeplanificación(inteligenciaartificialtradicional)dejanmuchotrabajoalagentedeliberativo.
Laaproximaciónreactivadejamuchotrabajodeliberativoaldiseñador.
PropiedadesdeunSistemaReactivo
Lareactividadestarepresentadaporunmodelobasadoenlaconducta(agentesreactivos)deunadeterminadaactividad.
losagentesreactivos,éstossonsimplesyfácilesdecomprender;nobasansufuncionamientoenunarepresentacióninternadelentorno,estoes,desarrollanaccionescomplejasconarquitecturassimples,deaquísumenorcosto.
Estosagentesseconsideranubicados(situated),loquesignificaquenotomanenconsideracióneventospasadosynosonincapacesdeverhaciaelfuturo;susaccionesestánbasadasenloquesucedeenundeterminadoinstanteyenlacapacidadparaobtenerlaslascaracterísticasdelmundoquelepermitenactuar,porlotanto,noplanificanloqueharán.
FIN