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Roteiro Agentes Trabalhando Juntos  Resolução Cooperativa de Problemas Distribuídos  Compartilhamento de Tarefas e Resultados  Compartilhamento de Tarefas.

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1 Roteiro Agentes Trabalhando Juntos  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 Analisador de solo Carregador de material Construtor Solicita análise de solo para construção apropriada das fundações

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

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

9 Exemplo: Construção de Edifício Analisador de solo Carregador de material Construtor Entrega 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 (1) Agente reconhece existência de tarefa que não pode desempenhar sozinho Funcionamento do Contract-Net

12 (2) Agente anuncia a tarefa para os demais agentes

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

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

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

20 Algumas Formas de Coordenação Coordenação via Sincronização Coordenação via Sincronização  Maneira mais simples e limitada de coordenação (originária de SD)  Descreve precisamente a seqüência de ações concorrentes Coordenação via Planejamento 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 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 Planejamento centralizado para múltiplos agentes  Único agente responsável por elaborar plano Coordenação centralizada para planos parciais Coordenação centralizada para planos parciais  Tarefa de elaboração de plano distribuída  Único agente responsável for sincronizar/coordenar sub-planos Coordenação distribuída para planos parciais Coordenação distribuída para planos parciais  Tarefa de elaboração de plano distribuída  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 Executor Plano

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 Obj. AObj. BObj. CObj. D Plano coordenado 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 Executor/ Planejador Executor/ Planejador Executor/ Planejador Obj. AObj. BObj. C Pedidos, informações e planos parciais


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