Roteiro Agentes Trabalhando Juntos Coordenação em SMA

Apresentação em tema: "Roteiro Agentes Trabalhando Juntos Coordenação em SMA"— Transcrição da apresentação:

1 Roteiro Agentes Trabalhando Juntos Coordenação em SMA
Resolução Cooperativa de Problemas Distribuídos Compartilhamento de Tarefas e Resultados Compartilhamento de Tarefas Usando Contract-Net Funcionamento do Contract-Net Coordenação em SMA O Que é Coordenação Quando Ações Devem Ser Coordenadas Relações Entre Ações Algumas Formas de Coordenação

2 Agentes Trabalhando Juntos
Como desenvolver agentes que podem trabalhar juntos de maneira eficiente? O conceito de cooperação de SD é suficiente? Não ! Agentes devem agir de maneira “estratégica”: agentes heterogêneos, interesses próprios (diferentes objetivos), etc. Autonomia dos agentes ! Agentes que trabalham juntos devem compartilhar Tarefas, Informações e Coordenar Atividades

3 Resolução Cooperativa de Problemas Distribuídos
Agentes com diferentes habilidades trabalhando juntos de maneira a resolver problemas que estão além das suas capacidades individuais Assume existência de agentes benevolentes: Sempre compartilham mesmos objetivos (não há espaço para conflitos) Ajudam sempre que necessário No entanto, a área de sistemas multi-agentes estuda sociedade de agentes autônomos, com interesses próprios ! Pergunta chave: por que e como agentes cooperam?

4 Resolução Cooperativa de Problemas Distribuídos
Decomposição do problema Decomposição hierárquica até atingir granularidade desejada Escolher mecanismo de decomposição Capacidade dos agentes deve ser conhecida Solução do sub-problema Sub-problemas resolvidos individualmente Agentes podem compartilhar informações Síntese da solução Soluções individuais integradas hierarquicamente em apenas uma

5 Compartilhamento de Tarefas e Resultados
Problema decomposto em sub-problemas menores alocados para agentes diferentes Alocação das tarefas depende da arquitetura dos agentes: Caso mais simples: agentes com mesmas habilidades e sem autonomia Estabelecimento de acordos: agentes com habilidades distintas e autônomos Agentes compartilhando informações relevantes para resolução de sub-problemas Pró-ativa: Agente envia informação por acreditar que essa informação auxiliará outro agente Reativa:Agente envia informação como resposta a uma solicitação

6 Exemplo: Construção de Edifício
Construtor Analisador de solo Solicita análise de solo para construção apropriada das fundações Carregador de material

7 Exemplo: Construção de Edifício
Construtor Analisador de solo Resultado da análise de solo Carregador de material

8 Exemplo: Construção de Edifício
Construtor Analisador de solo Solicita material Carregador de material

9 Exemplo: Construção de Edifício
Construtor Analisador de solo Entrega material Carregador de material

10 Compartilhamento de Tarefas Usando Contract-Net
Protocolo de alto nível voltado para obtenção de uma estratégia de cooperação eficiente Desenvolvido por R. G. Smith em 1979 e baseado em protocolos de mercado público Visa o compartilhamento de tarefas entre vários agentes Composto por 4 etapas: Anuncio da tarefa, encaminhamento de proposta, análise das propostas e emissão do “contrato”

11 Funcionamento do Contract-Net
(1) Agente reconhece existência de tarefa que não pode desempenhar sozinho

12 Funcionamento do Contract-Net
(2) Agente anuncia a tarefa para os demais agentes

13 Funcionamento do Contract-Net
(2) Agentes enviam suas propostas

14 Funcionamento do Contract-Net
(3) Propostas recebidas são analisadas e a melhor é escolhida (4) Uma proposta é escolhida e o contrato é emitido

15 Coordenação em SMA O que acontece quando agentes possuem ações inter-dependentes? Necessário gerenciar inter-dependências ! Mecanismos de coordenação são essenciais quando agente possuem atividades que interagem entre si Exemplos de atividades: Duas pessoas tentando sair de uma sala por uma porta estreita Funcionário precisa de assinatura de gerente para enviar um documento Aluno A encontra artigo de interesse de B e encaminha-o (atividade pró-ativa)

16 Então, O Que é Coordenação?
Quando agentes trabalham juntos é necessário gerenciar algumas tarefas complementares Tarefas de coordenação: Fazem parte do sistema organizacional e possibilitam a execução das tarefas produtivas Então, coordenação é o conjunto de tarefas suplementares que devem ser executadas em um SMA, as quais não seriam necessárias caso existisse apenas um único agente

17 Quando Ações Devem Ser Coordenadas?
Informações e resultados disponíveis apenas através de outros agentes Ex.: Agente construtor precisa que alguém lhe forneça material Recursos limitados Tempo, espaço, dinheiro, ferramentas ... Otimização de custos Eliminação de tarefas desnecessárias e redundantes Agentes com objetivos inter-dependentes cooperando entre si Ex.: Dois agentes trabalhando no mundo dos blocos (sem competição!)

18 Relações Entre Ações Algumas ações quando executadas simultaneamente podem levar a conflitos ou aumento da performance Relações negativas: impossibilitam a execução de algumas ações Incompatibilidade de objetivos, limitação de recursos Relações positivas: favorecem ações fazendo com que uma se beneficie de outra Maior eficiências do que se ações fossem executadas independentemente Em SMA, coordenação acontece em tempo de execução Agentes devem reconhecer relações e tratá-las quando elas ocorrem

19 Relações Entre Ações Relações Entre Ações Relações Negativas
Relações Positivas Conflito de Recursos Incompatibilidade de Objetivos Relação de Igualdade Relação de Favor Relações de Conseqüência Recursos Consumíveis Recursos Não Consumíveis

20 Algumas Formas de Coordenação
Coordenação via Sincronização Maneira mais simples e limitada de coordenação (originária de SD) Descreve precisamente a seqüência de ações concorrentes Coordenação via Planejamento Fases de elaboração de planos e execução do plano escolhido Limitados com relação a eventos não previstos e situações muito complexas Coordenação Reativa Não existe fase de planejamento, fazem uso do ciclo percepção-ação do agente Adequadas para situações onde é difícil prever o que irá acontecer

21 Sincronização de Ações
Definir a relação de tempo existente entre as ações de modo que: Sejam executadas na ordem correta Produzam o resultado esperado Deve ser aplicada quando o objetivo é prover coerência e evitar interferência entre ações Situações típicas: Sincronização de movimentos Ex.: dois agentes andando de bicicleta Sincronização para acesso a recurso Ex.: controle de acesso a uma máquina

22 Coordenação via Planejamento
Problema de planejamento em SMA é mais complexo do que o caso tradicional Ações de vários agentes devem ser levadas em consideração Maior necessidade de replanejamento Maior interdependência entre ações, dificultando ordenamento das ações, etc... Em SMA, planejamento pode se quebrado em 3 fases: Elaboração de planos, sincronização/coordenação e execução de planos

23 Modos de Planejamento Planejamento centralizado para múltiplos agentes
Único agente responsável por elaborar plano Coordenação centralizada para planos parciais Tarefa de elaboração de plano distribuída Único agente responsável for sincronizar/coordenar sub-planos Coordenação distribuída para planos parciais Cada agente deverá ter a iniciativa de sincronizar seu sub-plano com os demais agentes

24 Planejamento Centralizado Para Múltiplos Agentes
Apenas um agente capaz de planejar e organizar ações para todos os agentes Demais agentes são simplesmente executores de planos Construção do plano composta por 3 etapas: Encontrar um plano parcial geral Determinar pontos do plano que podem ser executados em paralelo (Identificação de sub-planos) Incluir pontos de sincronização Alocar os sub-planos para os demais agentes

25 Planejamento Centralizado Para Múltiplos Agentes
Coordenador do plano Plano Plano Plano Plano Executor Executor Executor Executor

26 Coordenação Centralizada Para Planos Parciais
Apenas a etapa de coordenação é centralizada Cada agente desenvolve seu próprio plano parcial e o encaminha para o coordenador Coordenador tenta sintetizar todos os sub-planos em um único plano coerente Identificar conflitos e eliminá-los via ordenação de ações ou inclusão pontos de sincronização Coordenador capaz de identificar tanto relações positivas quando negativas

27 Coordenação Centralizada Para Planos Parciais
Coordenador Plano parcial Plano coordenado Obj. A Obj. D Obj. B Obj. C Planejador/ Executor Planejador/ Executor Planejador/ Executor Planejador/ Executor

28 Coordenação Distribuída Para Planos Parciais
Não existe o papel de coordenador em nenhuma das etapas Cada agente planeja individualmente as ações que deseja executar de acordo com seus objetivos Maior dificuldade é identificar relações entre as ações que compõem os diversos sub-planos Agentes devem trocar informações sobre os seus planos e objetivos

29 Coordenação Distribuída Para Planos Parciais
V. Lesser e E. Durfee desenvolveram o modelo Partial Global Planning (PGP) PGP é uma estrutura contendo informações sobre os planos do agente, seu objetivos, custos associados, resultados esperados, etc. Agentes trocam PGP e tentam identificar: Agentes cujos objetivos façam parte de um objetivo de grupo Planos que possam ser combinados

30 Coordenação Distribuída Para Planos Parciais
Obj. C Obj. A Pedidos, informações e planos parciais Executor/ Planejador Executor/ Planejador Obj. B Executor/ Planejador