inteligência artificialcee.uma.pt/edu/iia/acetatos/iia-sma.pdf · 2008. 2. 12. · inteligência...

Inteligência Artificial Universidade da Madeira

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Inteligência ArtificialInteligência Artificial

Sistemas MultiSistemas Multi--AgentesAgentes

AgendaAgendaPARTE 1PARTE 1

IntroduIntroduççãoãoPorquê sistemas Porquê sistemas multimulti--agentesagentes na na resoluresoluçção de problemas?ão de problemas?Alguns exemplos na vida realAlguns exemplos na vida realOrigensOrigens

Sistemas Sistemas MultiMulti--AgenteAgenteCategorias dos Categorias dos SMAsSMAsObjectivos dos Objectivos dos SMAsSMAsÁÁreas de Aplicareas de Aplicaçção de ão de SMAsSMAsPerspectivas dos Perspectivas dos SMAsSMAs

Perspectiva do AgentePerspectiva do AgentePerspectiva do Grupo Perspectiva do Grupo ––Aspectos fundamentaisAspectos fundamentais

PARTE 2PARTE 2Aspectos arquitecturais dos Aspectos arquitecturais dos SMAsSMAs

Aspectos a ter em conta quando Aspectos a ter em conta quando se pretende desenvolver se pretende desenvolver SMAsSMAsDiversas estruturas nos Diversas estruturas nos SMAsSMAs

HierHieráárquica;rquica;Nivelada;Nivelada;Agentes compostos por Agentes compostos por agentes;agentes;SMAsSMAs compostos por compostos por SMAsSMAs..

Diversos nDiversos nííveis de aberturaveis de aberturaAbertura dinâmica;Abertura dinâmica;Abertura estAbertura estáática;tica;Abertura Abertura offoff--lineline..


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Porquê Sistemas MultiPorquê Sistemas Multi--Agentes Agentes na resoluna resoluçção de problemas? ão de problemas?

Isto tem acontecido pelo facto dos Isto tem acontecido pelo facto dos multimulti--agentesagentespossupossuíírem algumas caracterrem algumas caracteríísticas que viabilizam a sticas que viabilizam a resoluresoluçção de problemas de forma diferente da ão de problemas de forma diferente da tradicional, adequandotradicional, adequando--se a problemas complexos e de se a problemas complexos e de natureza descentralizada.natureza descentralizada.

Bem como, pelo facto de os problemas reais serem Bem como, pelo facto de os problemas reais serem muito grandes e complexos para serem resolvidos por muito grandes e complexos para serem resolvidos por um um úúnico agente. Agentes individuais são limitados nico agente. Agentes individuais são limitados devido ao seu limitado conhecimento, recursos devido ao seu limitado conhecimento, recursos computacionais e perspectivas. computacionais e perspectivas.

Porquê Sistemas MultiPorquê Sistemas Multi--Agentes Agentes na resoluna resoluçção de problemas? ão de problemas?

Devido ao grande crescimento da utilizaDevido ao grande crescimento da utilizaçção de computadores em ão de computadores em redes (por exemplo: Internet) onde a informaredes (por exemplo: Internet) onde a informaçção estão estáá distribudistribuíída da atravatravéés dos diversos ns dos diversos nóós que a compõem, situas que a compõem, situaçções onde uma ões onde uma entidade computacional possui todo o conhecimento necessentidade computacional possui todo o conhecimento necessáário rio para resolver problemas sem o auxpara resolver problemas sem o auxíílio de outras, estão tornandolio de outras, estão tornando--se se cada vez mais raras.cada vez mais raras.

As arquitecturas distribuAs arquitecturas distribuíídas vêm se mostrando muito das vêm se mostrando muito úúteis para teis para resoluresoluçção de problemas onde a prão de problemas onde a próópria natureza pria natureza éé distribudistribuíída. da. PodePode--se pensar na aplicase pensar na aplicaçção de um modelo autão de um modelo autóónomo para a nomo para a resoluresoluçção de problemas em uma realidade distribuão de problemas em uma realidade distribuíída, onde os da, onde os eventos ocorrem concorrentemente.eventos ocorrem concorrentemente.


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ExemplosExemplosDo ponto de vista da inteligência artificial:Do ponto de vista da inteligência artificial:

As entidades são distintas (controlo aAs entidades são distintas (controlo aééreo);reo);Os problemas são distribuOs problemas são distribuíídos no espados no espaçço (supervisão de uma rede o (supervisão de uma rede informinformáática);tica);Os problemas são funcionalmente distribuOs problemas são funcionalmente distribuíídos (pilotar um barco);dos (pilotar um barco);Os peritos são muitos (concepOs peritos são muitos (concepçção de um avião);ão de um avião);Inexistência de um mInexistência de um méétodo global de resolutodo global de resoluçção rão ráápida.pida.

Do ponto de vista da informDo ponto de vista da informáática (garantir a conceptica (garantir a concepçção de ão de sistemas):sistemas):

Sistemas distribuSistemas distribuíídos;dos;Alto nAlto níível de especificavel de especificaçção;ão;Garantias de funcionamento.Garantias de funcionamento.

OrigensOrigensInicialmente foram Inicialmente foram adoptadas duas adoptadas duas aproximaaproximaçções no estudo dos Sistemas ões no estudo dos Sistemas MultiMultiagentes:agentes:

Sistemas Sistemas BlackboardBlackboardHearsayHearsay;;PlannerPlanner;;

O modelo ACTORO modelo ACTOR –– que disparou os que disparou os eventos acadeventos acadéémicos para micos para SMAsSMAs..

Nos Nos sistemas sistemas blackboardblackboard existe um espaexiste um espaçço o de pesquisa partilhado onde se encontram os de pesquisa partilhado onde se encontram os resultados obtidos pelas fontes de resultados obtidos pelas fontes de conhecimento (KS conhecimento (KS -- KnowledgeKnowledge SourceSource).).

No No modelo Actormodelo Actor desaparece a memdesaparece a memóória ria comum e comum e éé centralizado no princcentralizado no princíípio da pio da comunicacomunicaçção por mensagens. Os actores ão por mensagens. Os actores são reactivos respondendo a mensagens são reactivos respondendo a mensagens recebidas de outros sectores do mesmo recebidas de outros sectores do mesmo modo que são capazes do envio de modo que são capazes do envio de mensagens.mensagens.


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Sistemas Sistemas MultiMulti--AgenteAgente (1)(1)Nos Nos SMAsSMAs (Sistemas multi(Sistemas multi--agente), investigaagente), investiga--se o comportamento de um se o comportamento de um conjunto de agentes autconjunto de agentes autóónomos, possivelmente prnomos, possivelmente préé existentes, que existentes, que interagem objectivando a resoluinteragem objectivando a resoluçção de um problema que estão de um problema que estáá alaléém das m das capacidades de um capacidades de um úúnico indivnico indivííduo. Desta forma, o duo. Desta forma, o comportamento comportamento globalglobal do sistema deriva da interacdo sistema deriva da interacçção entre os agentes que fazem parte ão entre os agentes que fazem parte do sistema.do sistema.

Ambiente

Esfera de Influência

Organização

Agentes

Interacção

Recurso

Sistemas Sistemas MultiMulti--AgenteAgente (2)(2)

As vantagens significativas dos Sistemas MultiAs vantagens significativas dos Sistemas Multi--agente agente sobre um agente sobre um agente ““solusoluççãoão”” de problemas autde problemas autóónomo são:nomo são:

Maior rapidez na resoluMaior rapidez na resoluçção de problemas atravão de problemas atravéés do s do aproveitamento do paralelismo;aproveitamento do paralelismo;DiminuiDiminuiçção da comunicaão da comunicaçção por transmitir somente soluão por transmitir somente soluçções ões parciais em alto nparciais em alto níível para outros agentes ao invvel para outros agentes ao invéés de dados s de dados brutos para um lugar central;brutos para um lugar central;Maior flexibilidade por ter agentes de diferentes habilidades quMaior flexibilidade por ter agentes de diferentes habilidades que e são dinamicamente agrupados para resolver problemas;são dinamicamente agrupados para resolver problemas;Aumento da seguranAumento da segurançça, pela possibilidade de agentes poderem a, pela possibilidade de agentes poderem assumir responsabilidades de agentes que falham.assumir responsabilidades de agentes que falham.


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Sistemas Sistemas MultiMulti--AgenteAgente (3)(3)

Devemos usar Devemos usar SMAsSMAs na concepna concepçção de Sistemas de ão de Sistemas de InformaInformaçção quando o problema possui as seguintes ão quando o problema possui as seguintes caractercaracteríísticas:sticas:

O domO domíínio envolve distribuinio envolve distribuiçção intrão intríínseca dos dados, nseca dos dados, capacidades de resolucapacidades de resoluçção de problemas e responsabilidades;ão de problemas e responsabilidades;Necessidade de manter a autonomia de subsecNecessidade de manter a autonomia de subsecçções, sem a ões, sem a perda da estrutura organizacional;perda da estrutura organizacional;Complexidade nas interacComplexidade nas interacçções, incluindo negociaões, incluindo negociaçção, partilha ão, partilha de informade informaçção e coordenaão e coordenaçção;ão;Impossibilidade de descriImpossibilidade de descriçção da soluão da soluçção do problema ão do problema àà priori, priori, devido devido àà possibilidade de perturbapossibilidade de perturbaçções em tempo real no ões em tempo real no ambiente (por exemplo: falhas de equipamento) e processos de ambiente (por exemplo: falhas de equipamento) e processos de negnegóócio de natureza dinâmica.cio de natureza dinâmica.

CaracterCaracteríísticas dos sticas dos SMAsSMAsUm SMA Um SMA éé um sistema que possui os seguintes elementos:um sistema que possui os seguintes elementos:

Um ambiente, EUm ambiente, EUm conjunto de objectos, OUm conjunto de objectos, OUm conjunto de Agentes, A (AUm conjunto de Agentes, A (A⊆⊆O)O)Um conjunto de relaUm conjunto de relaçções R, que liga objectosões R, que liga objectosUm conjunto de operaUm conjunto de operaçções ões OpOpOperadores que representam os resultados das operaOperadores que representam os resultados das operaçções em ões em OpOp e as e as reacreacçções do ambiente a eles.ões do ambiente a eles.

Os agentes presentes num SMA têm obrigatoriamente de possuir:Os agentes presentes num SMA têm obrigatoriamente de possuir:ObjectivoObjectivo: o agente pode ter um objectivo que ser: o agente pode ter um objectivo que seráá levado em conta, levado em conta, junto com as percepjunto com as percepçções do ambiente, na hora de decidir a sua acões do ambiente, na hora de decidir a sua acçção;ão;PrPróó actividadeactividade: : éé a capacidade de agir activamente de acordo com a capacidade de agir activamente de acordo com este objectivo, descrito acima, e não somente reactivamente ao este objectivo, descrito acima, e não somente reactivamente ao ambiente;ambiente;Habilidade socialHabilidade social: : éé a capacidade de interagir com outros agentes e, a capacidade de interagir com outros agentes e, possivelmente, humanos, para conseguir recursos que o ajudem a possivelmente, humanos, para conseguir recursos que o ajudem a tomar a melhor decisão de actomar a melhor decisão de acçção.ão.


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Objectivos dos Objectivos dos SMAsSMAs

O objectivo de longo prazo dos SMA O objectivo de longo prazo dos SMA éé consistir consistir na dimensão computacional de uma possna dimensão computacional de uma possíível vel ciência da interacciência da interacççãoão, fornecendo mecanismos , fornecendo mecanismos de ande anáálise e slise e sííntese de sistemas destinados a ntese de sistemas destinados a esclarecer e a explorar a questão fundamental esclarecer e a explorar a questão fundamental de de quem interage com quemquem interage com quem, , quandoquando, , sobre sobre o quêo quê, , comocomo ee porquêporquê..

ÁÁreas de Aplicareas de Aplicaçção de ão de SMAsSMAs (1)(1)EntretenimentoEntretenimento (jogos como o (jogos como o QuakeQuake e ainda teatro e cinema e ainda teatro e cinema interactivos);interactivos);


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ÁÁreas de Aplicareas de Aplicaçção de ão de SMAsSMAs (2)(2)Ampla gama de aplicaAmpla gama de aplicaçções industriaisões industriais (ARCHON (ARCHON -- controlo de controlo de processos);processos);

Controle de trControle de trááfego afego aééreoreo (OASIS (OASIS -- sofisticado sistema de controle sofisticado sistema de controle de trde trááfego afego aééreo baseado no paradigma reo baseado no paradigma multimulti--agenteagente, utilizado no , utilizado no aeroporto de aeroporto de SydneySydney, Austr, Austráália, no qual os agentes assumem o lia, no qual os agentes assumem o lugar dos aviões em operalugar dos aviões em operaçção);ão);

ÁÁreas de Aplicareas de Aplicaçção de ão de SMAsSMAs (3)(3)

Gestores de informaGestores de informaççãoão ((MaximsMaxims, , NewtNewt););

ComComéércio electrrcio electróóniconico ((KabashKabash -- sistema que cria sistema que cria agentes de compra e venda, sendo que as transacagentes de compra e venda, sendo que as transacçções ões são realizadas atravsão realizadas atravéés da interacs da interacçção entre esses ão entre esses agentes);agentes);

AplicaAplicaçções mões méédicasdicas (GUARDIAN (GUARDIAN -- sistema de sistema de monitorizamonitorizaçção de pacientes em UTI pão de pacientes em UTI póós operats operatóória).ria).


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Perspectivas dos Perspectivas dos SMAsSMAsPerspectiva do agente: Perspectiva do agente: foca foca elementos que caracterizam o agente elementos que caracterizam o agente envolvido num SMA, eles são: envolvido num SMA, eles são:

Categorias do agente;Categorias do agente;Estrutura e manutenEstrutura e manutençção do ão do conhecimento;conhecimento;Capacidade de raciocCapacidade de raciocíínio;nio;Capacidades de adaptaCapacidades de adaptaçção e ão e aprendizagem;aprendizagem;Arquitecturas de agente.Arquitecturas de agente.

Perspectiva do grupo:Perspectiva do grupo: rereúúne ne aspectos de grupo, tais como: aspectos de grupo, tais como:

OrganizaOrganizaçção;ão;CoordenaCoordenaçção; ão; CooperaCooperaçção; ão; NegociaNegociaçção;ão;Comportamento coerente;Comportamento coerente;Planeamento;Planeamento;ComunicaComunicaçção;ão;InteracInteracçção.ão.

Perspectiva do agente (1)Perspectiva do agente (1)Estrutura e ManutenEstrutura e Manutençção de conhecimentoão de conhecimento

O conhecimento de um agente O conhecimento de um agente éé constituconstituíído por representado por representaçções que esse ões que esse agente possui sobre o mundo real e sobre o problema a resolver. agente possui sobre o mundo real e sobre o problema a resolver. Um agente Um agente pode ser caracterizado por diferentes tipos de estruturas de conpode ser caracterizado por diferentes tipos de estruturas de conhecimento: hecimento: factos ou crenfactos ou crençças, metas ou intenas, metas ou intençções, preferências, motivaões, preferências, motivaçções, desejos, etc.ões, desejos, etc.

Este conhecimento, Este conhecimento, éé a combinaa combinaçção do conhecimento adquirido ão do conhecimento adquirido antecipadamente, durante a implementaantecipadamente, durante a implementaçção do agente, e do conhecimento ão do agente, e do conhecimento adquirido durante a fase de resoluadquirido durante a fase de resoluçção do problema ou atravão do problema ou atravéés de mensagens s de mensagens enviadas por outros agentes ou recebidos do ambiente.enviadas por outros agentes ou recebidos do ambiente.

Confrontando o seu conhecimento e descriConfrontando o seu conhecimento e descriçção dos objectivos, o agente ão dos objectivos, o agente consegue determinar um conjunto de soluconsegue determinar um conjunto de soluçções ou planos para atingir esses ões ou planos para atingir esses objectivos: o conjunto de soluobjectivos: o conjunto de soluçções possões possííveis.veis.

Estas soluEstas soluçções são obtidas de acordo com a capacidade de raciocões são obtidas de acordo com a capacidade de raciocíínio exibida nio exibida pelo agente. Quando mpelo agente. Quando múúltiplas solultiplas soluçções ou planos são potencialmente ões ou planos são potencialmente aplicaplicááveis na resoluveis na resoluçção de determinado problema, o agente tem de efectuar ão de determinado problema, o agente tem de efectuar uma escolha para resolver este conflito.uma escolha para resolver este conflito.


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Perspectiva do agente (2)Perspectiva do agente (2)Capacidade de raciocCapacidade de raciocíínionio

Geralmente, agentes necessitam de raciocinar sobre diferentes Geralmente, agentes necessitam de raciocinar sobre diferentes aspectos da realidade. Têm de lidar com obrigaaspectos da realidade. Têm de lidar com obrigaçções, ões, permissões e interdipermissões e interdiçções. O factor tempo tem de ser tomado em ões. O factor tempo tem de ser tomado em consideraconsideraçção na maioria dos sistemas. Um agente pode ão na maioria dos sistemas. Um agente pode tambtambéém necessitar de explorar vm necessitar de explorar váárias hiprias hipóóteses antes de tomar teses antes de tomar uma decisão.uma decisão.

Em adiEm adiçção a esta capacidade de raciocão a esta capacidade de raciocíínio sobre as suas nio sobre as suas crencrençças, desejos e intenas, desejos e intençções, os agentes necessitam de ões, os agentes necessitam de raciocinar a respeito do conhecimento e comportamento de raciocinar a respeito do conhecimento e comportamento de outros agentes. Esta capacidade de raciocoutros agentes. Esta capacidade de raciocíínio pode ajudar um nio pode ajudar um agente a influenciar, ou mesmo alterar, as crenagente a influenciar, ou mesmo alterar, as crençças e as e comportamento de outros agentes.comportamento de outros agentes.

Perspectiva do agente (3)Perspectiva do agente (3)AdaptaAdaptaçção e Capacidades de aprendizagemão e Capacidades de aprendizagem

Um agente tambUm agente tambéém necessita de se adaptar ao seu m necessita de se adaptar ao seu ambiente e ao comportamento de outros agentes.ambiente e ao comportamento de outros agentes.


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Perspectiva do agente (4)Perspectiva do agente (4)AdaptaAdaptaçção e Capacidades de aprendizagem ão e Capacidades de aprendizagem (Continua(Continuaçção)ão)

Duas importantes restriDuas importantes restriçções foram consideradas a "restriões foram consideradas a "restriçção de ão de incompatibilidade" (acincompatibilidade" (acçções diferentes podem ser mutuamente ões diferentes podem ser mutuamente exclusivas) e a "restriexclusivas) e a "restriçção de informaão de informaçção local" (cada agente ão local" (cada agente tipicamente conhece apenas uma fractipicamente conhece apenas uma fracçção do seu ambiente). ão do seu ambiente). TornaTorna--se assim importante projectar agentes evolutivos que se se assim importante projectar agentes evolutivos que se adaptem a um mundo dinâmico e que não o conhecem adaptem a um mundo dinâmico e que não o conhecem totalmente.totalmente.

VVáários mrios méétodos de aprendizagem podem ser aplicados como, todos de aprendizagem podem ser aplicados como, por exemplo, mpor exemplo, méétodos indutivos, aprendizagem por refortodos indutivos, aprendizagem por reforçço (ono (on--line) ou utilizaline) ou utilizaçção do algoritmo genão do algoritmo genéético.tico.

Perspectiva do agente (5)Perspectiva do agente (5)Arquitecturas de AgentesArquitecturas de Agentes

Os agentes são construOs agentes são construíídos e operam em diferentes ambientes. dos e operam em diferentes ambientes. Estes ambientes impõem restriEstes ambientes impõem restriçções sobre o comportamento dos ões sobre o comportamento dos agentes e providenciam serviagentes e providenciam serviçços e facilidades que podem ser os e facilidades que podem ser usados pelos agentes. Um nusados pelos agentes. Um núúmero significativo de arquitecturas mero significativo de arquitecturas de agentes tem sido proposto. Estas, são tipicamente de agentes tem sido proposto. Estas, são tipicamente estruturadas em camadas e tendo no topo a camada de estruturadas em camadas e tendo no topo a camada de raciocraciocíínio.nio.


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Perspectiva do agente (6)Perspectiva do agente (6)Arquitecturas de Agentes (ContinuaArquitecturas de Agentes (Continuaçção)ão)

As arquitecturas são caracterizadas pelos tipos de agentes As arquitecturas são caracterizadas pelos tipos de agentes existentes, sendo eles:existentes, sendo eles:

Reactivos simplesReactivos simples -- usam apenas um conjunto de regras usam apenas um conjunto de regras situasituaçção ão -- acacçção. ão. Memorizando o mundoMemorizando o mundo -- a decisão implica um conhecimento a decisão implica um conhecimento prpréévio do mundo.vio do mundo.

Perspectiva do agente (7)Perspectiva do agente (7)Arquitecturas de Agentes (ContinuaArquitecturas de Agentes (Continuaçção)ão)

As arquitecturas são caracterizadas pelos tipos de agentes As arquitecturas são caracterizadas pelos tipos de agentes existentes, sendo eles:existentes, sendo eles:

Geridos por objectivosGeridos por objectivos -- para alpara aléém da descrim da descriçção do estado ão do estado corrente, o agente usa informacorrente, o agente usa informaçção sobre os objectivos. ão sobre os objectivos. Implica pesquisa e planeamento. Implica pesquisa e planeamento. ÉÉ mais flexmais flexíível, pois vel, pois diferentes comportamentos podem ser obtidos para o diferentes comportamentos podem ser obtidos para o mesmo estado do mundo dependendo do destino. mesmo estado do mundo dependendo do destino. Baseados na utilidadeBaseados na utilidade –– as utilidades são medidas atravas utilidades são medidas atravéés s de satisfade satisfaçção, para o agente, relativamente aos diversos ão, para o agente, relativamente aos diversos estados. Utilidades podem ser usadas para decidir entre estados. Utilidades podem ser usadas para decidir entre objectivos em conflito ou ainda (quando hobjectivos em conflito ou ainda (quando háá incerteza nas incerteza nas acacçções) para medir a verosimilhanões) para medir a verosimilhançça de atingir o objectivo.a de atingir o objectivo.


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Perspectiva do grupo (1)Perspectiva do grupo (1)Dentro da perspectiva de grupo, podemos definir três grandes Dentro da perspectiva de grupo, podemos definir três grandes grupos de aspectos a serem considerados num SMA:grupos de aspectos a serem considerados num SMA:

aspectos fundamentaisaspectos fundamentais -- definem as caracterdefinem as caracteríísticas que devem sticas que devem ser ser viabilizadasviabilizadas para a garantia da compatibilidade entre as para a garantia da compatibilidade entre as acacçções dos agentes que constituem o SMA.ões dos agentes que constituem o SMA.

aspectos arquitecturaisaspectos arquitecturais -- definem as caracterdefinem as caracteríísticas que devem sticas que devem ser ser providasprovidas pela arquitectura a ser adoptada para viabilizapela arquitectura a ser adoptada para viabilizaçção ão dos aspectos fundamentais dentro do SMA.dos aspectos fundamentais dentro do SMA.

aspectos ambientaisaspectos ambientais -- definem as caracterdefinem as caracteríísticas do ambiente sticas do ambiente no qual os agentes do SMA estarão inseridos, para que se no qual os agentes do SMA estarão inseridos, para que se possa determinar os tipos de tpossa determinar os tipos de téécnicas de percepcnicas de percepçção que devem ão que devem ser utilizadas por estes agentes.ser utilizadas por estes agentes.

Perspectiva do grupo Perspectiva do grupo Aspectos fundamentais (2)Aspectos fundamentais (2)

EstruturaEstrutura

EntendeEntende--se estrutura como se estrutura como sendo o padrão de relasendo o padrão de relaçções de ões de informainformaçção e controle entre ão e controle entre agentes, bem como a agentes, bem como a distribuidistribuiçção das habilidades ão das habilidades entre eles.entre eles.

Em Em SMAsSMAs, o comportamento , o comportamento autautóónomo e prnomo e próó activo exibido activo exibido pelos agentes constituintes pelos agentes constituintes sugerem que aplicasugerem que aplicaçções ões podem ser projectadas podem ser projectadas tomandotomando--se como exemplo o se como exemplo o comportamento e a estrutura comportamento e a estrutura das sociedades humanas.das sociedades humanas.


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Perspectiva do grupoPerspectiva do grupoAspectos fundamentais (3)Aspectos fundamentais (3)

Estrutura (ContinuaEstrutura (Continuaçção)ão)

A estrutura fornece uma visualizaA estrutura fornece uma visualizaçção de como os problemas são resolvidos ão de como os problemas são resolvidos pelo grupo e o papel que cada agente desempenha dentro desta estpelo grupo e o papel que cada agente desempenha dentro desta estrutura, rutura, ou seja, define os papou seja, define os papééis e os relacionamentos para atender as seguintes is e os relacionamentos para atender as seguintes condicondiçções:ões:

CoberturaCobertura -- qualquer habilidade necessqualquer habilidade necessáária para a resoluria para a resoluçção do ão do problema deve estar inserida no rol de habilidades de pelo menosproblema deve estar inserida no rol de habilidades de pelo menos um um agente.agente.

ConectividadeConectividade -- agentes devem interagir de maneira a permitir que as agentes devem interagir de maneira a permitir que as suas habilidades sejam integradas e desempenhadas no sentido de suas habilidades sejam integradas e desempenhadas no sentido de contribucontribuíírem para uma solurem para uma soluçção global.ão global.

PotencialidadePotencialidade -- cobertura e conectividade devem ser atingcobertura e conectividade devem ser atingííveis dentro veis dentro de limitade limitaçções computacionais e de comunicaões computacionais e de comunicaçção, assim como as ão, assim como as especificaespecificaçções de confiabilidade do grupo.ões de confiabilidade do grupo.


OrganizaOrganizaççãoão

O conceito de organizaO conceito de organizaçção refereão refere--se ao conjunto de se ao conjunto de compromissos globais, crencompromissos globais, crençças mas múútuas, e intentuas, e intençções ões comuns aos agentes quando agem em conjunto para comuns aos agentes quando agem em conjunto para atingir um dado objectivoatingir um dado objectivo..

Os tipos de organizaOs tipos de organizaçção existentes são:ão existentes são:OrganizaOrganizaçção ão hierhieráárquica e centralizada rquica e centralizada OrganizaOrganizaçção com ão com uma estrutura de autoridade uma estrutura de autoridade OrganizaOrganizaçções ões MarketlikeMarketlikeOrganizaOrganizaçções como ões como uma comunidade com regras de uma comunidade com regras de comportamentocomportamento


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OrganizaOrganizaçção hierão hieráárquica e centralizadarquica e centralizada

Nesta organizaNesta organizaçção, temos uma hierarquia forte onde os agentes ão, temos uma hierarquia forte onde os agentes obedecem aos seus superiores e o poder de decisão e controlo obedecem aos seus superiores e o poder de decisão e controlo concentraconcentra--se em um dos agentes. Os outros agentes, apse em um dos agentes. Os outros agentes, apóós s aceitarem tal poder e concordarem em ser os seus subordinados, aceitarem tal poder e concordarem em ser os seus subordinados, realizam as tarefas que lhes foram atriburealizam as tarefas que lhes foram atribuíídas. Um das. Um úúnico agente nico agente detdetéém toda a autoridade e a comunicam toda a autoridade e a comunicaçção ocorre verticalmente. ão ocorre verticalmente.


OrganizaOrganizaçção com uma estrutura de autoridadeão com uma estrutura de autoridade

São uma maneira de reduzir o trabalho de coordenaSão uma maneira de reduzir o trabalho de coordenaçção. Quando ão. Quando um agente possui autoridade sobre os outros, estes um agente possui autoridade sobre os outros, estes úúltimos devem ltimos devem aceitar a tarefa de atingir o objectivo do primeiro. Neste caso,aceitar a tarefa de atingir o objectivo do primeiro. Neste caso, não não existe a possibilidade do agente não aceitar a legitimidade do pexiste a possibilidade do agente não aceitar a legitimidade do poder oder dos seus superiores, o que dos seus superiores, o que éé posspossíível no caso anterior. vel no caso anterior.


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OrganizaOrganizaçções ões MarketlikeMarketlike

Sistemas organizados de acordo com a teoria do mercado Sistemas organizados de acordo com a teoria do mercado econeconóómico. Os agentes competem por recursos atravmico. Os agentes competem por recursos atravéés de leilões e s de leilões e contratos.contratos.

manager

contractorcontractor








contractor




contractor

managermanager


OrganizaOrganizaçções como uma comunidade com regras de comportamentoões como uma comunidade com regras de comportamento

ÉÉ uma organizauma organizaçção que pode ser desenvolvida como um conjunto ão que pode ser desenvolvida como um conjunto de interpretade interpretaçções locais de regras de comportamento, ou melhor, ões locais de regras de comportamento, ou melhor, deve ter uma estrutura externa bem definida. As regras derivam ddeve ter uma estrutura externa bem definida. As regras derivam da a estrutura comum dos agentes. As coligaestrutura comum dos agentes. As coligaçções baseadas em ões baseadas em dependências encontramdependências encontram--se neste tipo de organizase neste tipo de organizaçção jão jáá que que decisões locais são realizadas para tentar encontrar um parceirodecisões locais são realizadas para tentar encontrar um parceiro..


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ComunicaComunicaççãoão

A capacidade de A capacidade de comunicacomunicaççãoão de um agente habilitade um agente habilita--o a intercambiar o a intercambiar informainformaçções com outros agentes, sendo esta parte:ões com outros agentes, sendo esta parte:

PercepPercepçção (recepão (recepçção de mensagens);ão de mensagens);AcAcçção (envio de mensagens).ão (envio de mensagens).


ComunicaComunicaçção ão (Continua(Continuaçção)ão)

A comunicaA comunicaçção pode ser feita ão pode ser feita atravatravéés de um s de um protocolo protocolo binbinááriorio, que envolve um , que envolve um úúnico nico remetente e um remetente e um úúnico nico destinatdestinatáário;rio;

Ou de um Ou de um protocolo protocolo nn--ááriorio, , que envolve um que envolve um úúnico nico remetente e vremetente e váários rios destinatdestinatáários (por exemplo: rios (por exemplo: multicastmulticast e e broadcastbroadcast).).


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ComunicaComunicaçção (Continuaão (Continuaçção)ão)

A comunicaA comunicaçção falada humana, formalizada pela ão falada humana, formalizada pela teoria dos actos de falateoria dos actos de fala, , tem sido utilizada como modelo para a comunicatem sido utilizada como modelo para a comunicaçção entre agentes ão entre agentes computacionais. A teoria dos actos de fala visualiza a linguagemcomputacionais. A teoria dos actos de fala visualiza a linguagem natural natural humana como achumana como acçções, tais como requisiões, tais como requisiçções, sugestões, compromissos e ões, sugestões, compromissos e respostas, que possui três aspectos:respostas, que possui três aspectos:

LocuLocuççãoão -- expressão fexpressão fíísica pelo locutor;sica pelo locutor;ElocuElocuççãoão -- significado pretendido da expressão pelo locutor;significado pretendido da expressão pelo locutor;PrelecPrelecççãoão -- a aca acçção que resulta da locuão que resulta da locuçção.ão.


InteracInteracççãoão

AA interacinteracççãoão favorece a combinafavorece a combinaçção de esforão de esforçços a um conjunto de os a um conjunto de agentes na busca de soluagentes na busca de soluçções para problemas globais, pressupondo ões para problemas globais, pressupondo acacçções de coordenaões de coordenaçção de pelo menos dois agentes.ão de pelo menos dois agentes.

Uma situaUma situaçção deão de InteracInteracççãoão então então éé um conjunto de comportamentos que um conjunto de comportamentos que resulta do agrupamento de agentes que devem actuar no ambiente presulta do agrupamento de agentes que devem actuar no ambiente para ara atingir seus objectivos, e que dependem de recursos limitados.atingir seus objectivos, e que dependem de recursos limitados.

As interacAs interacçções envolvem:ões envolvem:NegociaNegociaçção;ão;Partilha de informaPartilha de informaçções;ões;CoordenaCoordenaçção.ão.


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InteracInteracçção (Continuaão (Continuaçção)ão)

Os aspectos a serem considerados no processo de interacOs aspectos a serem considerados no processo de interacçção de agentes ão de agentes são:são:

Entre quem a interacEntre quem a interacçção deve ocorrer;ão deve ocorrer;Quando a interacQuando a interacçção deve ocorrer;ão deve ocorrer;Qual deve ser o conteQual deve ser o conteúúdo da interacdo da interacçção ou comunicaão ou comunicaçção;ão;Como a interacComo a interacçção deve ser realizada, definindo os processos e ão deve ser realizada, definindo os processos e recursos a serem utilizados;recursos a serem utilizados;Porque a interacPorque a interacçção ão éé necessnecessáária; eria; eCom base em que mecanismo serCom base em que mecanismo seráá estabelecida a compreensão mestabelecida a compreensão múútua tua (linguagem comum, interpreta(linguagem comum, interpretaçção baseada no contexto, etc.).ão baseada no contexto, etc.).


InteracInteracçção (Continuaão (Continuaçção) ão)

Tipos de interacTipos de interacçção:ão:IndependênciaIndependência

Ex.: Duas pessoas pagando as suas contas de electricidade.Ex.: Duas pessoas pagando as suas contas de electricidade.ColaboraColaboraçção Simplesão Simples

Ex.: Agentes compartilhando conhecimento.Ex.: Agentes compartilhando conhecimento.CompetiCompetiçção Individualão Individual

Ex.: Maratona.Ex.: Maratona.


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InteracInteracçção (Continuaão (Continuaçção)ão)

Tipos de interacTipos de interacçção:ão:ObstruObstruççãoão

Ex.: Agentes que atrapalham os outros.Ex.: Agentes que atrapalham os outros.ColaboraColaboraçção Coordenadaão Coordenada

Ex.: Controle de Redes.Ex.: Controle de Redes.CompetiCompetiçção Colectivaão Colectiva

Ex.: Jogo de Futebol.Ex.: Jogo de Futebol.


CooperaCooperaççãoão

A cooperaA cooperaçção acontece quando ão acontece quando vváários agentes planeiam e rios agentes planeiam e executam as suas acexecutam as suas acçções de uma ões de uma forma coordenada.forma coordenada.

A cooperaA cooperaçção estão estáá fortemente fortemente ligada ligada àà aplicaaplicaçção especão especíífica, pois fica, pois a sua base de trabalho implica a a sua base de trabalho implica a procura colectiva de um objectivo procura colectiva de um objectivo comum (a resolucomum (a resoluçção de um ão de um problema naquele domproblema naquele domíínio). A nio). A forma como a cooperaforma como a cooperaçção se ão se desenrola depende, obviamente, desenrola depende, obviamente, de como o problema a resolver de como o problema a resolver éédecomposto e distribudecomposto e distribuíído.do.


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CooperaCooperaçção (Continuaão (Continuaçção) ão)

Um agente pode assumir um de dois papUm agente pode assumir um de dois papééis distintos no processo de is distintos no processo de cooperacooperaçção:ão:

OrganizadorOrganizador –– éé o agente que inicia a cooperao agente que inicia a cooperaçção, ou precisa de ajuda ão, ou precisa de ajuda na execuna execuçção de determinada tarefa, ou porque possui informaão de determinada tarefa, ou porque possui informaçção que ão que sabe ser sabe ser úútil para os outros agentes. til para os outros agentes. RespondenteRespondente –– éé o agente que responde o agente que responde àà situasituaçção de cooperaão de cooperaçção ão criada por outros agentes. Não entra no processo de cooperacriada por outros agentes. Não entra no processo de cooperaçção por ão por iniciativa priniciativa próópria, mas sim porque uma forpria, mas sim porque uma forçça externa o motiva a isso.a externa o motiva a isso.


CooperaCooperaçção (Continuaão (Continuaçção)ão)

Os objectivos genOs objectivos genééricos para a cooperaricos para a cooperaçção entre agentes são:ão entre agentes são:DiminuiDiminuiçção do tempo de execuão do tempo de execuçção de uma tarefa atravão de uma tarefa atravéés do s do paralelismo;paralelismo;Aumento do escopo de tarefas executAumento do escopo de tarefas executááveis atravveis atravéés da partilha de s da partilha de recursos;recursos;Maior probabilidade de finalizaMaior probabilidade de finalizaçção de uma tarefa em funão de uma tarefa em funçção de sua ão de sua dupla incumbência, a ser realizada possivelmente atravdupla incumbência, a ser realizada possivelmente atravéés de distintos s de distintos mméétodos de executodos de execuçção; ão; DiminuiDiminuiçção da interferência entre tarefas evitando interacão da interferência entre tarefas evitando interacçções ões prejudiciais.prejudiciais.


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CooperaCooperaçção (Continuaão (Continuaçção)ão)

De acordo com as relaDe acordo com as relaçções de interdependência existentes, a cooperaões de interdependência existentes, a cooperaçção ão pode ser classificada em quatro tipos:pode ser classificada em quatro tipos:

CooperaCooperaçção horizontal ão horizontal -- para a resolupara a resoluçção dos seus problemas, os ão dos seus problemas, os agentes não são dependentes de qualquer outro agente do sistema.agentes não são dependentes de qualquer outro agente do sistema. No No entanto, o uso de informaentanto, o uso de informaçção proveniente de um outro agente, pode ão proveniente de um outro agente, pode aumentar o grau de confianaumentar o grau de confiançça que estes agentes receptores atribuem a que estes agentes receptores atribuem as suas soluas suas soluçções (ões (éé como escutar uma segunda opinião).como escutar uma segunda opinião).CooperaCooperaçção em ão em áárvore rvore -- para resolver os seus prpara resolver os seus próóprios problemas, os prios problemas, os agentes dependem de outros agentes do sistema.agentes dependem de outros agentes do sistema.CooperaCooperaçção recursiva ão recursiva -- vváários agentes dependem uns dos outros rios agentes dependem uns dos outros para resolver os seus problemas.para resolver os seus problemas.CooperaCooperaçção hão hííbrida brida -- verificaverifica--se quando ocorre cooperase quando ocorre cooperaçção horizontal ão horizontal inserida em cooperainserida em cooperaçção recursiva ou em ão recursiva ou em áárvore.rvore.


Planeamento/DistribuiPlaneamento/Distribuiçção ão de tarefasde tarefas

O processo de planeamentoO processo de planeamentoconstitui uma forma especializada constitui uma forma especializada do processo de cooperado processo de cooperaçção que ão que tem como produto um conjunto de tem como produto um conjunto de actividades organizadas com um actividades organizadas com um curso de accurso de acçção definido, em que ão definido, em que estas actividades são distribuestas actividades são distribuíídas das entre agentes capacitados a entre agentes capacitados a executexecutáá--las.las.


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Planeamento/DistribuiPlaneamento/Distribuiçção de tarefas (Continuaão de tarefas (Continuaçção) ão)

Alinhar o comportamento de agentes em direcAlinhar o comportamento de agentes em direcçção a objectivos comuns, ão a objectivos comuns, com a divisão explcom a divisão explíícita de tarefas, pode viabilizar a realizacita de tarefas, pode viabilizar a realizaçção de grandes ão de grandes objectivos.objectivos.

Um modelo de planeamento distribuUm modelo de planeamento distribuíído deve considerar:do deve considerar:A concorrência existente entre os agentes num ambiente A concorrência existente entre os agentes num ambiente compartilhado;compartilhado;As alteraAs alteraçções ocorridas no ambiente entre o planeamento e a execuões ocorridas no ambiente entre o planeamento e a execuçção ão dos planos resultantes deste.dos planos resultantes deste.


Planeamento/DistribuiPlaneamento/Distribuiçção de ão de tarefas (Continuatarefas (Continuaçção)ão)

Este planeamento pode ocorrer de Este planeamento pode ocorrer de duas formas:duas formas:

CentralizadaCentralizada: : um um úúnico agente nico agente constrconstróói o plano, decompondo o i o plano, decompondo o problema em sub problemas e problema em sub problemas e repartindo as tarefas entre os repartindo as tarefas entre os outros agentes. Permite uma outros agentes. Permite uma maior coerência, mas tem maior coerência, mas tem problemas de fiabilidade e problemas de fiabilidade e expansibilidade.expansibilidade.DistribuDistribuíídada:: pressupõe que o pressupõe que o plano plano éé construconstruíído por mais de do por mais de uma agente, pois cada agente uma agente, pois cada agente éécapaz de decompor o seu capaz de decompor o seu problema em sub problemas e de problema em sub problemas e de repartir as tarefas associadas. repartir as tarefas associadas. Permite melhor fiabilidade e Permite melhor fiabilidade e expansibilidade, mas tem expansibilidade, mas tem problemas de coerência.problemas de coerência.


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NegociaNegociaççãoão

AA negocianegociaççãoão representa um papel fundamental em actividades representa um papel fundamental em actividades cooperativas dentro de sociedades humanas, permitindo que pessoacooperativas dentro de sociedades humanas, permitindo que pessoas s resolvam conflitos que possam interferir com comportamento cooperesolvam conflitos que possam interferir com comportamento cooperativo.rativo.

Os principais elementos utilizados pelos agentes envolvidos no pOs principais elementos utilizados pelos agentes envolvidos no processo rocesso de negociade negociaçção são:ão são:

linguagemlinguagem;;protocoloprotocolo -- define a maneira atravdefine a maneira atravéés do qual eles negociam;s do qual eles negociam;processo de decisãoprocesso de decisão -- determina as suas posidetermina as suas posiçções, concessões e ões, concessões e critcritéérios utilizados para acordos.rios utilizados para acordos.

Existem dois tipos de abordagens de negociaExistem dois tipos de abordagens de negociaçção:ão:centradas no ambiente ;centradas no ambiente ;centradas no agente.centradas no agente.


NegociaNegociaçção ão (Continua(Continuaçção) ão)

Centrado no Ambiente:Centrado no Ambiente:Foca o problema de Foca o problema de ““como podem as regras do ambiente serem como podem as regras do ambiente serem desenvolvidas para que os agentes nele envolvidos, desenvolvidas para que os agentes nele envolvidos, independentemente das suas origens, capacidades, ou intenindependentemente das suas origens, capacidades, ou intençções, ões, interajam produtivamente e razoavelmente?interajam produtivamente e razoavelmente?””;;

O mecanismo de negociaO mecanismo de negociaçção resultante deve possuir as seguintes ão resultante deve possuir as seguintes propriedades:propriedades:

Eficiência Eficiência -- os agentes não devem desperdios agentes não devem desperdiççar recursos para chegar a ar recursos para chegar a um acordo;um acordo;Estabilidade Estabilidade -- nenhum agente deve ter um incentivo para desviar das nenhum agente deve ter um incentivo para desviar das estratestratéégias acordadas;gias acordadas;Simplicidade Simplicidade -- deve impor baixas procuras computacionais e de deve impor baixas procuras computacionais e de largura de banda sobre os agentes;largura de banda sobre os agentes;DistribuiDistribuiçção ão -- não deve requerer um tomador de decisões não deve requerer um tomador de decisões centralizado;centralizado;Simetria Simetria -- não deve haver diferencianão deve haver diferenciaçção no tratamento dos agentes por ão no tratamento dos agentes por razões arbitrrazões arbitráárias ou inapropriadas.rias ou inapropriadas.


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NegociaNegociaçção ão (Continua(Continuaçção) ão)

Centrado no Agente:Centrado no Agente:Assume que os agentes são economicamente racionais, o conjunto dAssume que os agentes são economicamente racionais, o conjunto de e agentes deve ser pequeno, e necessitam de ter uma linguagem e agentes deve ser pequeno, e necessitam de ter uma linguagem e abstracabstracçção do problema comuns, têm que alcanão do problema comuns, têm que alcanççar uma soluar uma soluçção comum;ão comum;

Podem surgir três situaPodem surgir três situaçções distintas neste tipo de negociaões distintas neste tipo de negociaçção:ão:ConflitoConflito -- o conjunto de negociao conjunto de negociaçções estões estáá vazio;vazio;CompromissoCompromisso -- agentes preferem trabalhar de maneira isolada, mas agentes preferem trabalhar de maneira isolada, mas

se isto não for possse isto não for possíível, chegarão um acordo negociado;vel, chegarão um acordo negociado;CooperativoCooperativo -- todos os acordos no conjunto de negociatodos os acordos no conjunto de negociaçções são ões são

preferidos por ambos agentes prioritariamente preferidos por ambos agentes prioritariamente àà realizarealizaçção dos seus ão dos seus objectivos de forma isolada.objectivos de forma isolada.


NegociaNegociaçção ão –– ContractContract NetNet

Uma das abordagens mais usada actualmente Uma das abordagens mais usada actualmente éé as redes de contrato as redes de contrato ((ContractContract NetNet) que consiste na coordena) que consiste na coordenaçção das acão das acçções dos agentes ões dos agentes atravatravéés de contratos.s de contratos.

Neste processo, agentes coordenam as suas acNeste processo, agentes coordenam as suas acçções atravões atravéés de s de contratos para cumprir os seus objectivos especcontratos para cumprir os seus objectivos especííficos, onde existe um ficos, onde existe um agente que actua como gerente, em que este decompõe os seus agente que actua como gerente, em que este decompõe os seus contratos em subcontratos a serem realizados por outros potenciacontratos em subcontratos a serem realizados por outros potenciais is agentes empreiteiros.agentes empreiteiros.


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NegociaNegociaçção ão –– ContractContract NetNet (Continua(Continuaçção)ão)

Da perspectiva do gerente, o processo consiste em:Da perspectiva do gerente, o processo consiste em:Anunciar uma tarefa que precisa ser executada;Anunciar uma tarefa que precisa ser executada;Receber e avaliar ofertas de empreiteiros em potencial;Receber e avaliar ofertas de empreiteiros em potencial;Concessão de um contrato para um empreiteiro apropriado;Concessão de um contrato para um empreiteiro apropriado;Receber e sintetizar resultados.Receber e sintetizar resultados.

A partir da perspectiva do empreiteiro, o processo A partir da perspectiva do empreiteiro, o processo éé::Receber anReceber anúúncios de tarefas;ncios de tarefas;Avaliar a prAvaliar a próópria capacidade de resposta;pria capacidade de resposta;Responder (recusar ou aceitar a oferta);Responder (recusar ou aceitar a oferta);Executar a tarefa se a oferta enviada foi aceite;Executar a tarefa se a oferta enviada foi aceite;Enviar resultados ao gerente.Enviar resultados ao gerente.


NegociaNegociaçção (Continuaão (Continuaçção)ão)

Estrutura de uma negociaEstrutura de uma negociaçção ão entre dois agentes A & B na entre dois agentes A & B na resoluresoluçção de conflitosão de conflitos

1.1. A faz uma proposiA faz uma proposiçção.ão.2.2. B avalia a proposiB avalia a proposiçção e ão e

determina o grau de satisfadetermina o grau de satisfaçção ão resultante.resultante.

3.3. Se B for satisfeito parSe B for satisfeito paráámos mos aqui. Senão, B elabora uma aqui. Senão, B elabora uma contra proposicontra proposiçção em funão em funçção ão dos seus prdos seus próóprios objectivos e prios objectivos e restrirestriçções.ões.

4.4. VoltVoltáámos ao ponto 2 trocando mos ao ponto 2 trocando os papos papééis de A & B.is de A & B.


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Fim Parte 1Fim Parte 1

AgendaAgendaPARTE 1PARTE 1

IntroduIntroduççãoãoPorquê sistemas Porquê sistemas multimulti--agentesagentes na na resoluresoluçção de problemas?ão de problemas?Alguns exemplos na vida realAlguns exemplos na vida realOrigensOrigens

Sistemas Sistemas MultiMulti--AgenteAgenteCategorias dos Categorias dos SMAsSMAsObjectivos dos Objectivos dos SMAsSMAsÁÁreas de Aplicareas de Aplicaçção de ão de SMAsSMAsPerspectivas dos Perspectivas dos SMAsSMAs

Perspectiva do AgentePerspectiva do AgentePerspectiva do Grupo Perspectiva do Grupo ––Aspectos fundamentaisAspectos fundamentais

PARTE 2PARTE 2Aspectos arquitecturais dos Aspectos arquitecturais dos SMAsSMAs

Aspectos a ter em conta quando Aspectos a ter em conta quando se pretende desenvolver se pretende desenvolver SMAsSMAsDiversas estruturas nos Diversas estruturas nos SMAsSMAs

HierHieráárquica;rquica;Nivelada;Nivelada;Agentes compostos por Agentes compostos por agentes;agentes;SMAsSMAs compostos por compostos por SMAsSMAs..

Diversos nDiversos nííveis de aberturaveis de aberturaAbertura dinâmica;Abertura dinâmica;Abertura estAbertura estáática;tica;Abertura Abertura offoff--lineline..


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Agentes dispostos numa estrutura hierAgentes dispostos numa estrutura hieráárquica.rquica.

A comunicaA comunicaçção ocorre tambão ocorre tambéém de uma forma m de uma forma hierhieráárquica.rquica.

Cada agente pode apenas comunicar:Cada agente pode apenas comunicar:Com os agentes por ele supervisionados;Com os agentes por ele supervisionados;Com o seu supervisor.Com o seu supervisor.

Estrutura HierEstrutura Hieráárquicarquica

Estrutura HierEstrutura Hieráárquica rquica ––CaracterCaracteríísticassticas

VantagensVantagens::

Dispensa de mecanismos para localizaDispensa de mecanismos para localizaçção de ão de agentes.agentes.Reduz a quantidade de comunicaReduz a quantidade de comunicaçção existente no ão existente no sistema.sistema.

InconvenientesInconvenientes::

Não permite uma reorganizaNão permite uma reorganizaçção dinâmica para ão dinâmica para melhor atender melhor atender ààs necessidades de uma tarefa s necessidades de uma tarefa especespecíífica.fica.


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Estrutura NiveladaEstrutura Nivelada

Extensão da estrutura hierExtensão da estrutura hieráárquica.rquica.

Cada agente pode tambCada agente pode tambéém comunicar com outros m comunicar com outros agentes do mesmo nagentes do mesmo níível.vel.

Aumento da quantidade de comunicaAumento da quantidade de comunicaçção existente no ão existente no sistema.sistema.

Mais possibilidade de reorganizaMais possibilidade de reorganizaçção dinâmica para ão dinâmica para melhor atender as necessidades de tarefas especmelhor atender as necessidades de tarefas especííficas.ficas.

Estruturas CompostasEstruturas Compostas

Agentes compostos por agentesAgentes compostos por agentesExistem agentes que são componentes de outros Existem agentes que são componentes de outros agentes.agentes.

SMAsSMAs compostos por compostos por SMAsSMAsConsidera um SMA composto por vConsidera um SMA composto por váários mrios móódulos dulos que, por sua vez, são vistos isoladamente como que, por sua vez, são vistos isoladamente como SMAsSMAs..


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Abertura DinâmicaAbertura Dinâmica

Os agentes podem entrar e sair do sistema a qualquer Os agentes podem entrar e sair do sistema a qualquer momento.momento.

Não Não éé necessnecessáário notificar os outros agentes.rio notificar os outros agentes.

Permite uma maior facilidade de adaptaPermite uma maior facilidade de adaptaçção do sistema em ão do sistema em relarelaçção ão ààs mudans mudançças do ambiente.as do ambiente.

Necessita de serviNecessita de serviçços adicionais para localizar os agentes.os adicionais para localizar os agentes.O serviO serviçço de localizao de localizaçção deve ser robusto.ão deve ser robusto.Mas para isso exige um elevado nMas para isso exige um elevado níível de processamento.vel de processamento.

Exemplo de um SMA com abertura dinâmica: um cafExemplo de um SMA com abertura dinâmica: um caféé..

Abertura EstAbertura Estááticatica

Continua aberto, mas menos dinâmico.Continua aberto, mas menos dinâmico.

Antes de entrar ou sair agentes, os outros devem ser Antes de entrar ou sair agentes, os outros devem ser notificados.notificados.

Utilizado geralmente quando se sabe Utilizado geralmente quando se sabe àà priori a priori a quantidade de agentes e que tipo de agentes podem quantidade de agentes e que tipo de agentes podem entrar no sistema.entrar no sistema.

Exemplo: um jogo de futebol.Exemplo: um jogo de futebol.


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Abertura Abertura OffOff--lineline

Tipo mais restrito em termos de abertura.Tipo mais restrito em termos de abertura.

O sistema deve ser desactivado para se poder adicionar O sistema deve ser desactivado para se poder adicionar ou remover novos agentes, reiniciandoou remover novos agentes, reiniciando--se depois o se depois o sistema.sistema.

ServiServiçços de Infraos de Infra--estruturaestrutura

Alguns Alguns SMAsSMAs necessitam de servinecessitam de serviçços para que possam os para que possam funcionar correctamente:funcionar correctamente:

ServiServiçço de nomes de agentes;o de nomes de agentes;ServiServiçço de localizao de localizaçção de agentes;ão de agentes;ServiServiçço de segurano de segurançça;a;ServiServiçços de mobilidade.os de mobilidade.


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ServiServiçço de nomeso de nomesGera os nomes dos agentes.Gera os nomes dos agentes.Evita que dois agentes possuam o mesmo nome.Evita que dois agentes possuam o mesmo nome.

ServiServiçço de localizao de localizaççãoãoÉÉ necessnecessáário quando a existência ou disponibilidade dos rio quando a existência ou disponibilidade dos agentes não agentes não éé do conhecimento geral.do conhecimento geral.Implementado geralmente de forma centralizada.Implementado geralmente de forma centralizada.

Facilita a implementaFacilita a implementaçção.ão.Cria um Cria um úúnico ponto de falha nico ponto de falha maior vulnerabilidade.maior vulnerabilidade.

ImplementaImplementaçção distribuão distribuíída da éé mais robusta mas tambmais robusta mas tambéém mais m mais complexa.complexa.


ServiServiçço de segurano de seguranççaaAdequado aos sistemas com abertura dinâmica.Adequado aos sistemas com abertura dinâmica.

Pois não se tem a certeza sobre a identidade dos agentes.Pois não se tem a certeza sobre a identidade dos agentes.E podem entrar no sistema em qualquer momento.E podem entrar no sistema em qualquer momento.

Permitem reduzir os riscos resultantes dessas incertezas.Permitem reduzir os riscos resultantes dessas incertezas.Podem introduzir o conceito de entidades de certificaPodem introduzir o conceito de entidades de certificaçção que ão que emitem certificados assumidos como confiemitem certificados assumidos como confiááveis.veis.

OverheadOverhead na comunicana comunicaçção e aumento da computaão e aumento da computaçção.ão.


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ServiServiçço de mobilidadeo de mobilidadeNecessNecessáário em sistemas com agentes mrio em sistemas com agentes móóveis, veis, nomeadamente nos nomeadamente nos SMAsSMAs compostos por compostos por SMAsSMAs em em que os agentes podem saltar de um para outro.que os agentes podem saltar de um para outro.ServiServiçço fornecido atravo fornecido atravéés de servidores de s de servidores de mobilidade que permanecem em execumobilidade que permanecem em execuçção nas ão nas mmááquinas onde quinas onde éé permitido a chegada de novos permitido a chegada de novos agentes.agentes.

CuriosidadeCuriosidade……Muitas das propriedades vistas enquadramMuitas das propriedades vistas enquadram--se se perfeitamente no contexto dos jogos perfeitamente no contexto dos jogos onlineonline

Sistemas com abertura dinâmicaSistemas com abertura dinâmicaServiServiçços de nome, seguranos de nome, segurançça, etc.a, etc.

Exemplos?Exemplos?


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Robustez do sistemaRobustez do sistema

PretendePretende--se que a falha de um agente não implique a se que a falha de um agente não implique a falha de todo o SMA.falha de todo o SMA.

Viabilizada atravViabilizada atravéés da capacidade de rs da capacidade de rééplicas.plicas.MMúúltiplos agentes com capacidades iguais ou ltiplos agentes com capacidades iguais ou similares.similares.Maior redundânciaMaior redundância……

Sistemas emergentesSistemas emergentesEra da descentralizaEra da descentralizaççãoão

AtAtéé agora:agora:EstudaramEstudaram--se e desenvolveramse e desenvolveram--se sistemas se sistemas organizados por uma entidade centralizada.organizados por uma entidade centralizada.

Hoje em dia:Hoje em dia:Estamos entrando na era da descentralizaEstamos entrando na era da descentralizaçção.ão.EstudamEstudam--se sistemas organizados sem se sistemas organizados sem organizadores.organizadores.Sistemas coordenados sem coordenadores.Sistemas coordenados sem coordenadores.


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Sistemas emergentes (2)Sistemas emergentes (2)Era da descentralizaEra da descentralizaççãoão

Esta autoEsta auto--organizaorganizaçção resulta de mão resulta de múúltiplas interacltiplas interacçções ões (simples) locais que, como um todo, dão origem a um (simples) locais que, como um todo, dão origem a um comportamento global, muitas vezes complexo, que comportamento global, muitas vezes complexo, que parece ser centralizado.parece ser centralizado.

Os sistemas emergentes surgiram da observaOs sistemas emergentes surgiram da observaçção dos ão dos insectos sociais (formigas tinsectos sociais (formigas téérmitas, etc.).rmitas, etc.).

Sistemas emergentes (3)Sistemas emergentes (3)InspiraInspiraçção na naturezaão na natureza

As formigas constituem um exemplo de animais muito As formigas constituem um exemplo de animais muito simples que têm no entanto um comportamento muito simples que têm no entanto um comportamento muito complexo.complexo.

Pois os formigueiros são muito bem organizados e de Pois os formigueiros são muito bem organizados e de construconstruçção elaborada.ão elaborada.

Por exemplo, no trajecto entre o formigueiro e um local Por exemplo, no trajecto entre o formigueiro e um local com comida, as formigas utilizam sempre o caminho com comida, as formigas utilizam sempre o caminho mais curto.mais curto.

Como fazem isso?Como fazem isso?


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Sistemas emergentes (4)Sistemas emergentes (4)Formigas Formigas –– O caminho mais curtoO caminho mais curto

Sempre o caminho mais curto. Como ?Sempre o caminho mais curto. Como ?Elas avanElas avanççam aleatoriamente atam aleatoriamente atéé encontrar um rasto encontrar um rasto deixado por outra formiga do seu formigueiro.deixado por outra formiga do seu formigueiro.Então a formiga irEntão a formiga iráá seguir esse rasto e farseguir esse rasto e faráá idas e idas e voltas do local de comida atvoltas do local de comida atéé o formigueiro.o formigueiro.

E se o rasto for interrompido por um objecto que caiu?E se o rasto for interrompido por um objecto que caiu?A formiga irA formiga iráá novamente caminhar aleatoriamente atnovamente caminhar aleatoriamente atééencontrar o rasto.encontrar o rasto.

Sistemas emergentes (5)Sistemas emergentes (5)Formigas Formigas –– O caminho mais O caminho mais

curto (Continuacurto (Continuaçção)ão)

Elas podem ir pelo lado esquerdo Elas podem ir pelo lado esquerdo ou pelo lado directo.ou pelo lado directo.

As que forem pelo lado esquerda As que forem pelo lado esquerda farão mais idas e voltas que farão mais idas e voltas que aquelas que passam pelo lado aquelas que passam pelo lado direito.direito.

Com o tempo, o rasto do lado Com o tempo, o rasto do lado esquerdo tornaresquerdo tornar--sese--áá mais intenso mais intenso e o do lado direito tendere o do lado direito tenderáá a a desaparecer.desaparecer.


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Sistemas emergentes (6)Sistemas emergentes (6)Formigas Formigas –– O caminho mais O caminho mais

curto (Continuacurto (Continuaçção)ão)

As formigas irão então todas pelo As formigas irão então todas pelo lado esquerdo indo pelo rasto de lado esquerdo indo pelo rasto de maior intensidade.maior intensidade.

Desta forma elas utilizam sempre Desta forma elas utilizam sempre o caminho mais curto.o caminho mais curto.

Sistemas emergentes (7)Sistemas emergentes (7)Formigas Formigas –– O caminho mais curto (Conclusão)O caminho mais curto (Conclusão)

SSóó uma formiga uma formiga éé incapaz de encontrar esse incapaz de encontrar esse caminho mais curto.caminho mais curto.Estamos perante, a emergência de um novo Estamos perante, a emergência de um novo fenfenóómeno grameno graçças a interacas a interacçção de diferentes formigas ão de diferentes formigas entre si.entre si.ObtObtéémm--se a nse a níível colectivo capacidades superiores vel colectivo capacidades superiores ààsoma das capacidades individuais.soma das capacidades individuais.Estes tipos de fenEstes tipos de fenóómenos que emergem, deram menos que emergem, deram origem origem ààquilo que se chama de Sistemas quilo que se chama de Sistemas Emergentes.Emergentes.


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Sistemas emergentes (8)Sistemas emergentes (8)Então o que Então o que éé ??

Nos sistemas emergentes pretendeNos sistemas emergentes pretende--se:se:Reproduzir estes tipos de fenReproduzir estes tipos de fenóómenos;menos;Termos muitos agentes e muito simples (por vezes Termos muitos agentes e muito simples (por vezes iguais entre si);iguais entre si);Obter a nObter a níível colectivo capacidades superiores vel colectivo capacidades superiores ààsoma das capacidades individuais.soma das capacidades individuais.

Sistemas emergentes (9)Sistemas emergentes (9)ResoluResoluçção de problemas ão de problemas –– Um exemploUm exemplo

Consideremos o seguinte problema:Consideremos o seguinte problema:Ambiente de muitas folhas espalhadas no chão.Ambiente de muitas folhas espalhadas no chão.PretendePretende--se juntar todas a folhas num se juntar todas a folhas num úúnico monte.nico monte.Esta tarefa seria realizada por vEsta tarefa seria realizada por váários agentes.rios agentes.

Como resolver este problema ?Como resolver este problema ?De forma centralizada com um coordenador ?De forma centralizada com um coordenador ?De forma descentralizada ?De forma descentralizada ?Com um sistema Com um sistema multimulti--agentesagentes homoghomogééneo ?neo ?HeterogHeterogééneo ?neo ?

Este problema aparentemente simples, pode levar a soluEste problema aparentemente simples, pode levar a soluçções ões complexas se pensarmos numa solucomplexas se pensarmos numa soluçção centralizada.ão centralizada.


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Sistemas emergentes (10)Sistemas emergentes (10)ResoluResoluçção de problemas ão de problemas –– Um exemplo (ContinuaUm exemplo (Continuaçção)ão)

Uma soluUma soluçção simples para resolver este problema baseiaão simples para resolver este problema baseia--se se naquilo que se observa com as tnaquilo que se observa com as téérmitas quando recolhem pedarmitas quando recolhem pedaçços os de madeira.de madeira.

Todos os agentes seriam idênticos e extremamente simples;Todos os agentes seriam idênticos e extremamente simples;

E não haveria lugar a qualquer centralizaE não haveria lugar a qualquer centralizaçção;ão;

PretendePretende--se que o sistema seja autose que o sistema seja auto--organizado, isto organizado, isto éé, pretende, pretende--se que emerge um comportamento complexo (juntar as folhas num se que emerge um comportamento complexo (juntar as folhas num úúnico monte) a partir de muitos agentes simples.nico monte) a partir de muitos agentes simples.

Sistemas emergentes (11)Sistemas emergentes (11)ResoluResoluçção de problemas ão de problemas –– Um exemplo (ContinuaUm exemplo (Continuaçção)ão)

Como desenvolver os agentes ?Como desenvolver os agentes ?Devem ser muito simples e programados da seguinte forma:Devem ser muito simples e programados da seguinte forma:

1. Inicialmente, cada agente desloca1. Inicialmente, cada agente desloca--se no ambiente de forma aleatse no ambiente de forma aleatóória atria atééencontrar uma folha.encontrar uma folha.

2. Quando encontrar uma folha, recolhe a mesma, e continua a des2. Quando encontrar uma folha, recolhe a mesma, e continua a deslocarlocar--se se aleatoriamente, numa direcaleatoriamente, numa direcçção oposta, atão oposta, atéé encontrar outra folha.encontrar outra folha.

3. Quando encontrar uma outra folha, procura um espa3. Quando encontrar uma outra folha, procura um espaçço livre pro livre próóximo dessa ximo dessa folha e coloca a folha que ele estava carregando nesse local.folha e coloca a folha que ele estava carregando nesse local.

4. O agente move4. O agente move--se aleatoriamente numa direcse aleatoriamente numa direcçção oposta recomeão oposta recomeççando o ando o processo no ponto 1.processo no ponto 1.

Vamos usar o Vamos usar o StarlogoStarlogo para simular o nosso SMApara simular o nosso SMAÉÉ um ambiente de programaum ambiente de programaçção muito simples que permite modelar sistemas ão muito simples que permite modelar sistemas descentralizados com milhares de agentes.descentralizados com milhares de agentes.Foi desenvolvido pelo MIT e Foi desenvolvido pelo MIT e éé utilizado para estudar os sistemas emergentes.utilizado para estudar os sistemas emergentes.


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Sistemas emergentes (12)Sistemas emergentes (12)ResoluResoluçção de problemas ão de problemas –– Um Um

exemplo (Continuaexemplo (Continuaçção)ão)

Inicialmente, as folhas estão Inicialmente, as folhas estão dispersas no ambiente.dispersas no ambiente.



Passado algum tempo, um monte Passado algum tempo, um monte comecomeçça a se formara a se formar……


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…… atatéé ficarmos com um ficarmos com um úúnico monte.nico monte.Temos claramente uma estratTemos claramente uma estratéégia gia descentralizada.descentralizada.Não existe nenhum agente Não existe nenhum agente encarregado.encarregado.Não hNão háá nenhum snenhum síítio predeterminado tio predeterminado onde deveronde deveráá ser criado o monte.ser criado o monte.Cada agente segue um conjunto de Cada agente segue um conjunto de regras muito simples.regras muito simples.Mas o conjunto de agentes (isto Mas o conjunto de agentes (isto éé, o , o SMA) realiza uma tarefa algo SMA) realiza uma tarefa algo complicada.complicada.Emerge portanto uma nova Emerge portanto uma nova capacidade a ncapacidade a níível colectivo.vel colectivo.DesenvolveuDesenvolveu--se assim um sistema se assim um sistema emergente.emergente.

Conclusão Conclusão

Segundo o que foi visto neste documento podemos verificar que o Segundo o que foi visto neste documento podemos verificar que o futuro da inteligência artificial passa pelos futuro da inteligência artificial passa pelos SMAsSMAs devido devido ààs suas s suas diversas caracterdiversas caracteríísticas e aplicasticas e aplicaçções.ões.

Embora, estes sistemas ainda estejam em desenvolvimento, jEmbora, estes sistemas ainda estejam em desenvolvimento, jááfornecem uma boa solufornecem uma boa soluçção para os diferentes problemas existentes ão para os diferentes problemas existentes entre os ventre os váários agentes que habitam e evoluem em mrios agentes que habitam e evoluem em múúltiplos ltiplos ambientes, nomeadamente, problemas no âmbito da robambientes, nomeadamente, problemas no âmbito da robóótica tica ((robocuprobocup rescuerescue), cinema (realiza), cinema (realizaçção de filmes), diversão (ão de filmes), diversão (robocuprobocup), ), aplicaaplicaçções (algoritmos), entre outros.ões (algoritmos), entre outros.

Como a sua Como a sua áárea envolvente rea envolvente éé muito vasta, muito vasta, éé difdifíícil sintetizar toda a cil sintetizar toda a informainformaçção adquirida sobre este assunto num são adquirida sobre este assunto num sóó documento.documento.


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Exemplos: Exemplos:

RoboCopRoboCopSoccerSoccer SimulatorSimulator

MassiveMassive SotwareSotware

Sistemas MultiSistemas Multi--AgentesAgentes


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RoboCup RoboCup éé um projecto internacional de Robum projecto internacional de Robóótica para promover a Inteligência tica para promover a Inteligência Artificial, a robArtificial, a robóótica e campos relacionados. tica e campos relacionados.

Este projecto decidiu usar como tEste projecto decidiu usar como tóópico central de pesquisa o futebol apontando a pico central de pesquisa o futebol apontando a inovainovaçções que possam ser aplicadas a problemas sociais e industriais sões que possam ser aplicadas a problemas sociais e industriais significativos.ignificativos.

O objectivo final deste projecto O objectivo final deste projecto éé por volta do ano 2050, ter sido desenvolvido uma por volta do ano 2050, ter sido desenvolvido uma equipa de Robôs completamente autequipa de Robôs completamente autóónomos que consigam ganhar a equipa humana nomos que consigam ganhar a equipa humana campeã mundial de futebol.campeã mundial de futebol.

De modo a que uma equipa de robôs possa efectuar um jogo de futeDe modo a que uma equipa de robôs possa efectuar um jogo de futebol, bol, éénecessnecessáário integrar vrio integrar váárias tecnologias tais como:rias tecnologias tais como:

Os princOs princíípios de desenho de agentes autpios de desenho de agentes autóónomos;nomos;A ColaboraA Colaboraçção multião multi--agentes;agentes;A percepA percepçção de estratão de estratéégia;gia;ResoluResoluçção em tempo real;ão em tempo real;Fusão entre sensores e a robFusão entre sensores e a robóótica.tica.

RoboCupRoboCup (1) (1) -- IntroduIntroduççãoão

O futebol constitui um grande desafio para a Inteligência ArtifiO futebol constitui um grande desafio para a Inteligência Artificial pois:cial pois:ÉÉ um jogo colectivo para o qual um jogo colectivo para o qual éé preciso mais do que um agente/robô preciso mais do que um agente/robô para jogar;para jogar;Jogam, quer individualmente (cada agente / robô tem de identificJogam, quer individualmente (cada agente / robô tem de identificar os ar os objectos relevantes, localizarobjectos relevantes, localizar--se e fintar), quer colectivamente (passes, se e fintar), quer colectivamente (passes, pappapééis complementares, etc.);is complementares, etc.);O ambiente O ambiente éé dinâmico e adverso com objectos em movimento, sendo dinâmico e adverso com objectos em movimento, sendo alguns deles racionais que jogam contra a tua equipa.alguns deles racionais que jogam contra a tua equipa.

RoboCupRoboCup (2) (2) -- MotivaMotivaççõesões

Xadrez RoboCupEnvironment Estático DinâmicoState Change Jogam à vez Tempo realInfo. accessibilityCompleto IncompletoControl Central Distribuído

Diferenças no ambiente do jogo de xadrez para o RoboCup


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Problema padrão para SMAProblema padrão para SMA::Desempenho.Desempenho.CooperaCooperaçção.ão.Aprendizado.Aprendizado.Habilidades do agente.Habilidades do agente.

Problema Padrão do RoboCup:Problema Padrão do RoboCup:Lida com a complexidade do mundo real: Lida com a complexidade do mundo real:

Comportamento reactivo e cognitivo, aquisiComportamento reactivo e cognitivo, aquisiçção de estratão de estratéégias, gias, planeamento em tempo real, sistemas multiplaneamento em tempo real, sistemas multi--agentes, visão, agentes, visão, decisões estratdecisões estratéégicas, controle motor, controle de robôs gicas, controle motor, controle de robôs inteligentes, e muitas outras.inteligentes, e muitas outras.

Alto nAlto níível de competência para a realizavel de competência para a realizaçção de tarefas, como chutar, ão de tarefas, como chutar, interceptar.interceptar.ColaboraColaboraçção em um problema dinâmico.ão em um problema dinâmico.CaracterCaracteríística: promover pesquisas com a oportunidade de demonstrar stica: promover pesquisas com a oportunidade de demonstrar resultados, na forma de competiresultados, na forma de competiçção num ambiente dinâmico.ão num ambiente dinâmico.

RoboCupRoboCup (3) (3) –– Problemas Problemas inerentesinerentes

Exemplo do Exemplo do SoccerSoccer SimulatorSimulator

Esta prEsta práática encontratica encontra--se aberta a todos os interessados atravse aberta a todos os interessados atravéés de um s de um simples simulador de um jogo de futebol, cujo nome simples simulador de um jogo de futebol, cujo nome éé Soccer Simulator. De Soccer Simulator. De notar que esta prnotar que esta práática tica éé mais fmais fáácil de usar e claro muito mais barata.cil de usar e claro muito mais barata.

Existem os seguintes objectos:Existem os seguintes objectos:Objectos mObjectos móóveis (a bola e os jogadores);veis (a bola e os jogadores);Objectos visObjectos visííveis (balizas, veis (balizas, bandeirasbandeiras e linhas). e linhas).

O campo de futebol:O campo de futebol:Objectos bidimensionais. Objectos bidimensionais. Apresenta um campo virtual (Apresenta um campo virtual (soccer monitorsoccer monitor).).O tamanho do campo: regras de futebol humano.O tamanho do campo: regras de futebol humano.

comprimento comprimento éé de 105m;de 105m;Largura Largura éé de 68m;de 68m;Largura da baliza Largura da baliza éé dupla, sendo 14.64m;dupla, sendo 14.64m;Jogadores e bola são representados como cJogadores e bola são representados como cíírculos.rculos.

RoboCupRoboCup (4) (4) –– ExemploExemplo


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Exemplo do Exemplo do SoccerSoccer Simulator (ContinuaSimulator (Continuaçção)ão)

Algumas CaracterAlgumas Caracteríísticas do Servidor:sticas do Servidor:Sistema clienteSistema cliente--servidor, proporciona um campo virtual;servidor, proporciona um campo virtual;Um cliente Um cliente éé o co céérebro do jogador em campo, e controla as acrebro do jogador em campo, e controla as acçções do ões do jogador;jogador;Sistema aberto: Clientes podem ser escritos por algum sistema deSistema aberto: Clientes podem ser escritos por algum sistema deprogramaprogramaçção que tem interface UDP/IP;ão que tem interface UDP/IP;As informaAs informaçções sobre os jogadores visualizados são perdidas, quando ões sobre os jogadores visualizados são perdidas, quando as distâncias entre os objectos são longas;as distâncias entre os objectos são longas;Cada jogador possui uma certa energia (Cada jogador possui uma certa energia (staminastamina););Não sabe a posiNão sabe a posiçção exacta de muitos objectos distantes (ruão exacta de muitos objectos distantes (ruíído);do);A incorrecta sincronizaA incorrecta sincronizaçção e Incerteza (nem sempre os comandos ão e Incerteza (nem sempre os comandos enviados ao servidor são executados; não garantido que o efeito enviados ao servidor são executados; não garantido que o efeito do do comando seja percebido) Inconsistência na informacomando seja percebido) Inconsistência na informaçção enviada pelo ão enviada pelo simulador.simulador.

RoboCupRoboCup (5) (5) –– ExemploExemplo

O jogo consiste nos seguintes aspectos:O jogo consiste nos seguintes aspectos:A partida A partida éé basicamente controlada pelo mbasicamente controlada pelo móódulo juiz.dulo juiz.Faltas como obstruFaltas como obstruçção, possibilita que um juiz humano possa marcar.ão, possibilita que um juiz humano possa marcar.O mO móódulo dulo áárbitro controla o jogo da seguinte forma:rbitro controla o jogo da seguinte forma:

Golo;Golo;Bola fora de campo;Bola fora de campo;DesobstruDesobstruçção;ão;Controle do modo de jogo;Controle do modo de jogo;Final do primeiro tempo e final de jogo;Final do primeiro tempo e final de jogo;

Cada partida pode assumir os vCada partida pode assumir os váários estados como por exemplo:rios estados como por exemplo:before_kick_offbefore_kick_off : jogo parado, aguardando in: jogo parado, aguardando iníício. cio. time_overtime_over:: fim de jogo.fim de jogo.play_onplay_on:: quando a bola estquando a bola estáá em jogo.em jogo.kick_off_lkick_off_l ou ou kick_off_rkick_off_r:: sasaíída de bola.da de bola.goal_lgoal_l ou ou goal_rgoal_r:: ocorrência de um golo.ocorrência de um golo.

SoccerSoccer Simulator (1) Simulator (1) –– O jogo O jogo


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SoccerSoccer Simulator (2) Simulator (2) ––ComunicaComunicaçção Cliente ão Cliente --Servidor Servidor

UDPUDP

socketsocket

socketsocket

socketsocket

perceppercepççãoão

acacççãoão

InformaInformaçções Sensoriais:ões Sensoriais:seeseehearhearsense_bodysense_body

ClienteCliente

ClienteCliente

ClienteCliente

......

Comandos de AcComandos de Acçção:ão:kickkickdashdashturnturnturn_neckturn_neckmovemovecatchcatch

SS (3) SS (3) –– Sistema Sistema MultiMulti--AgenteAgente

Agentes

Comportamento(GK)

SMA


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Sistemas MultiSistemas Multi--AgentesAgentesSS (4) SS (4) –– Arquitectura Proposta Arquitectura Proposta

AgenteAgente

SocketSocket UDPUDP

Acção

variáveis de controle

Informação Sensorial

simulador

Escolhada Acção

Percepçãodo Mundo

Interfacede Entrada Interface

de Saída

SS (5) SS (5) –– Arquitectura Proposta (1) Arquitectura Proposta (1)

Interface de entrada: Recebe a percepção.

Interface de Saída: Controlo das acções de saída; Envia a acção e Previsão.

Percepção do Mundo:•Parser;•Modelo do Mundo;•Memória;•Variáveis de Controlo.

Escolha de acção: Regras de decisão; Conjunto de Condição/Acção.


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SS (6) SS (6) –– Exemplo da escolha de Exemplo da escolha de AcAcçção ão

SS (7) SS (7) –– Mostra de um jogo Mostra de um jogo


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Inconsistência nas informaInconsistência nas informaçções sensoriais;ões sensoriais;

Incerteza;Incerteza;

Comandos enviados X comandos executados;Comandos enviados X comandos executados;

InformaInformaçção de percepão de percepçção;ão;

SincronizaSincronizaçção:ão:controlo dos ciclos;controlo dos ciclos;

DocumentaDocumentaççãoãoboa com relaboa com relaçção a RoboCup e aos clientes;ão a RoboCup e aos clientes;difdifíícil com relacil com relaçção ao Soccer Server (manual).ão ao Soccer Server (manual).

RoboCupRoboCup (6) (6) –– Dificuldades Dificuldades

Robôs para desenvolver tarefas perigosas.Robôs para desenvolver tarefas perigosas.Robôs de pesquisa e Resgate. Robôs de pesquisa e Resgate. Futuros sistemas de transporte.Futuros sistemas de transporte.Robôs de brinquedo.Robôs de brinquedo.Robôs para socorrer idosos e deficientes.Robôs para socorrer idosos e deficientes.Robôs para trabalhar na indRobôs para trabalhar na indúústria.stria.Baterias de alta eficiência e uso de energia.Baterias de alta eficiência e uso de energia.Novos materiais e aparelhos.Novos materiais e aparelhos.EvoluEvoluçção de Software.ão de Software.Vida Artificial.Vida Artificial.

RoboCupRoboCup (7) (7) –– Possibilidades Possibilidades Futuras Futuras


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http://http://www.geocities.comwww.geocities.com//igoryepesigoryepes//agentes.htm#SMAagentes.htm#SMA

http://http://www.geocities.comwww.geocities.com//igoryepesigoryepes//agentes.htm#Aplicagentes.htm#Aplic

http://http://www.cin.ufpe.brwww.cin.ufpe.br//~compint~compint//aulasaulas--IASIAS/ias/ias/ias/ias--031/tr014.pdf031/tr014.pdf

http://www.c5.cl/tise97/http://www.c5.cl/tise97/trabajostrabajos/trabajo3//trabajo3/

http://http://paginas.fe.up.ptpaginas.fe.up.pt//~eol~eol//MARSiMAMARSiMA/RELATORIO//RELATORIO/Teoria.htmlTeoria.html

http://66.102.9.104/search?q=cache:tZQSEaxghttp://66.102.9.104/search?q=cache:tZQSEaxg--W4J:www.seama.edu.br/W4J:www.seama.edu.br/mmodolommodolo//SistIntSistInt/Areas_da_Inteligencia_Artificial_2/Areas_da_Inteligencia_Artificial_2.doc+.doc+multiagentesmultiagentes++origens&hl=ptorigens&hl=pt--PTPT

Referências BibliogrReferências Bibliográáficas (1)ficas (1)

http://http://www.lti.pcs.usp.brwww.lti.pcs.usp.br//moisemoise//docdoc/orgSMA/orgSMA--slidesslides--jaiajaia--20032003--Jaime.pdfJaime.pdf

http://http://www.lti.pcs.usp.brwww.lti.pcs.usp.br//moisemoise//docdoc/orgSMA/orgSMA--jaiajaia--2003.pdf2003.pdf

http://http://www.inf.ufrgs.brwww.inf.ufrgs.br//~pjaques~pjaques//paperspapers//dissertacaodissertacao/cap3.htm/cap3.htm

http://http://www.teses.usp.brwww.teses.usp.br/teses//teses/disponiveisdisponiveis/3/3141/tde/3/3141/tde--1902200219022002--105352/publico/105352/publico/marciaItoDissertacao.pdfmarciaItoDissertacao.pdf

Referências BibliogrReferências Bibliográáficas (2)ficas (2)


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Exemplo Exemplo –– MassiveMassive softwaresoftware

O software O software MassiveMassive

MultipleMultiple agentagent simulationsimulation systemsystem inin virtual virtual environmentenvironmentCriado imaginandoCriado imaginando--o com uma vida artificial e não apenas como o com uma vida artificial e não apenas como um sistema de animaum sistema de animaçção de multidõesão de multidõesCada personagem representa um agente que escolhe as suas Cada personagem representa um agente que escolhe as suas prpróóprias acprias acçções em funões em funçção ão

Das suas percepDas suas percepçções do ambienteões do ambienteDo seu conhecimentoDo seu conhecimentoDa sua especializaDa sua especializaççãoão

Não hNão háá lugar a decisão centralizada, cada agente lugar a decisão centralizada, cada agente éé autautóónomonomoCada um deles tomam cerca de 24 decisões por segundoCada um deles tomam cerca de 24 decisões por segundo


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Exemplo Exemplo –– MassiveMassive softwaresoftware

O Software O Software MassiveMassive::

MultipleMultiple agentagent simulationsimulation systemsystem inin virtual virtual environmentenvironment..Criado imaginandoCriado imaginando--o como uma vida artificial e não apenas como um o como uma vida artificial e não apenas como um sistema de animasistema de animaçção de multidões.ão de multidões.Cada personagem representa um agente que escolhe as suas prCada personagem representa um agente que escolhe as suas próóprias prias acacçções em funões em funçção: ão:

Das suas percepDas suas percepçções do ambiente;ões do ambiente;Do seu conhecimento;Do seu conhecimento;Da sua especializaDa sua especializaçção;ão;

Não hNão háá lugar a decisão centralizada, cada agente lugar a decisão centralizada, cada agente éé autautóónomo.nomo.Cada um deles tomam cerca de 24 decisões por segundo.Cada um deles tomam cerca de 24 decisões por segundo.

E na prE na práática, para que serve ?tica, para que serve ?Caso de estudo Caso de estudo –– MassiveMassive software (2)software (2)

Dezenas de milhares de combatentes.Dezenas de milhares de combatentes.Realismo surpreendente:Realismo surpreendente:

Os estaladiOs estaladiçços metos metáálicos provocados pelas armaduras e licos provocados pelas armaduras e equipamentos ouvemequipamentos ouvem--se perfeitamente e foram reproduzidos se perfeitamente e foram reproduzidos com exactidão;com exactidão;Igualmente para a ressonância dos passos da armada.Igualmente para a ressonância dos passos da armada.

Como realizaram estas cenas?Como realizaram estas cenas?InfografiaInfografia..CenCenáários mrios máágicos com muita decoragicos com muita decoraçção.ão.

Isso não chega para animar estas gigantescas batalhas com Isso não chega para animar estas gigantescas batalhas com dezenas de milhares de humanos, dezenas de milhares de humanos, orcsorcs, , efloseflos, , etcetc


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Os agentes têm:Os agentes têm:Uma representaUma representaçção do seu ambiente;ão do seu ambiente;Sentidos: visão, audiSentidos: visão, audiçção, tacto, atão, tacto, atéé mesmo olfacto;mesmo olfacto;Um carUm caráácter (agressividade, medo, forcter (agressividade, medo, forçça);a);CaracterCaracteríísticas pessoais (rasticas pessoais (raçça, tamanho, morfologia).a, tamanho, morfologia).

Cada agente pode:Cada agente pode:Andar, correr, saltar, lutar;Andar, correr, saltar, lutar;Encontrar, identificar e iniciar o combate com o inimigo;Encontrar, identificar e iniciar o combate com o inimigo;Ganhar e viver ou então perder e morrer;Ganhar e viver ou então perder e morrer;

Com isto tudo consegueCom isto tudo consegue--se:se:O comportamento de um combatente não O comportamento de um combatente não éé previsprevisíível:vel:

Durante um combate, um humano responde a um ataque pegando na suDurante um combate, um humano responde a um ataque pegando na sua a espada:espada:

Depois de quando tempo ? Em que preciso momento ?Depois de quando tempo ? Em que preciso momento ?Ele vai avanEle vai avanççar ? Recuar ? Ou ainda ir para o lado ?ar ? Recuar ? Ou ainda ir para o lado ?

Quando os soldado da terra mQuando os soldado da terra méédia ataquem, eles emitem gritos e um rudia ataquem, eles emitem gritos e um ruíído que do que têm uma incidência directa sobre a moral dos seus adverstêm uma incidência directa sobre a moral dos seus adversáários.rios.


Todos esses detalhes foram tomados em consideraTodos esses detalhes foram tomados em consideraçção e ão e implementados neste software.implementados neste software.

No No MassiveMassive, o c, o céérebro de cada combatente rebro de cada combatente éé constituconstituíído por 6000 do por 6000 àà8000 n8000 nóós ls lóógicos.gicos.

A lA lóógica difusa gica difusa éé utilizada para tomar decisões a partir dessas utilizada para tomar decisões a partir dessas informainformaçções.ões.

Embora o desfecho da batalha Embora o desfecho da batalha éé predeterminado, cada combatente predeterminado, cada combatente éé autautóónomo nas suas acnomo nas suas acçções.ões.


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Os Os SMAsSMAs revolucionaram o mundo do cinema.revolucionaram o mundo do cinema.Deixa de ser necessDeixa de ser necessáário uma logrio uma logíística gigantesca.stica gigantesca.

Figurantes, costumes.Figurantes, costumes.AcabamAcabam--se os problemas com imprevisões do estado do tempo se os problemas com imprevisões do estado do tempo durante as filmagens.durante as filmagens.

Porquê desenvolver Porquê desenvolver SMAsSMAs??Para quem não ficou convencidoPara quem não ficou convencido……

Uma licenUma licençça do software a do software MassiveMassive custa cerca de 40000$...custa cerca de 40000$...

inteligência artificialcee.uma.pt/edu/iia/acetatos/iia-sma.pdf · 2008. 2. 12. · inteligência...

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