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Modelo e da Arquitetura BDI Ingrid Oliveira de Nunes.

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Apresentação em tema: "Modelo e da Arquitetura BDI Ingrid Oliveira de Nunes."— Transcrição da apresentação:

1 ingridnunes@gmail.com Modelo e da Arquitetura BDI Ingrid Oliveira de Nunes

2 ingridnunes@gmail.com Sumário Motivação Objetivos Introdução Modelo e Arquitetura BDI Implementação de Agentes BDI Conclusão Referências

3 ingridnunes@gmail.com Motivação Sistemas Multi-Agentes (SMA) Importante nova direção da Engenharia de Software Alguns SMAs requerem agentes com raciocínio Uso de técnicas de Inteligência Artificial Modelo BDI Considerado a melhor forma de modelagem de agentes com raciocínio Implementação de Agentes BDI Existência de várias linguagens e plataformas

4 ingridnunes@gmail.com Objetivo Estudo comparativo entre formas de implementação de agentes com raciocínio (agentes cognitivos)

5 ingridnunes@gmail.com Introdução Sistemas Multi-Agentes (SMA) Por que agentes e SMA? Metáfora Natural Objetos passivos + Agentes interativos, ativos e com objetivos Distribuição do Controle de Dados Sistemas Legados Sistemas Abertos

6 ingridnunes@gmail.com Introdução Sistemas Multi-Agentes (SMA) Características dos Agentes Autonomia: agentes encapsulam estado Reatividade: agentes estão situados em algum ambiente. São capazes de percebê-lo e responder a alterações que nele ocorrem Pró-atividade: agentes são capazes de exibir comportamento orientado a objetivos Habilidade Social: agentes podem ser comunicar com outros agentes

7 ingridnunes@gmail.com Introdução Sistemas Multi-Agentes (SMA) Outras Características dos Agentes Adaptação: agente altera comportamento de acordo com um novo contexto Aprendizado: agente altera comportamento com base na experiência Racionalidade: agentes são capazes de selecionar ações de acordo com objetivos Mobilidade: agentes são capazes de se mover de um ambiente para outro

8 ingridnunes@gmail.com Introdução Sistemas Multi-Agentes (SMA) Outras Características dos Agentes Adaptação: agente altera comportamento de acordo com um novo contexto Aprendizado: agente altera comportamento com base na experiência Racionalidade: agentes são capazes de selecionar ações de acordo com objetivos Mobilidade: agentes são capazes de se mover de um ambiente para outro

9 ingridnunes@gmail.com Introdução

10 ingridnunes@gmail.com Introdução Agentes com Raciocínio Agentes Cognitivos Melhor forma de modelagem conhecida Modelo belief-desire-intention (BDI) Modelo BDI (Bratman) Explica comportamento do raciocínio humano Arquitetura BDI (Rao and Georgeff) Teoria formal Interpretador Abstrato

11 ingridnunes@gmail.com Modelo e Arquitetura BDI Muitas abordagens propõem diferentes atitudes mentais e seus relacionamentos Modelo BDI Considerado o melhor modelo conhecido Proposto por Bratman Intention, Plans, and Practical Reason (1987) Teoria filosófica que explica o comportamento humano com três atitudes mentais Beliefs Desires Intentions

12 ingridnunes@gmail.com Modelo e Arquitetura BDI Modelo BDI Beliefs Características do ambiente Atualizadas após a percepção de cada ação Componente informativo do sistema Desires Informação sobre os objetivos a serem atingidos Representação do estado motivacional do sistema Intentions Atual plano de ação escolhido Componente deliberativo do sistema

13 ingridnunes@gmail.com Modelo e Arquitetura BDI Arquitetura BDI Proposta por Rao and Georgeff BDI-agents: from theory to practice (1995) Adotou o modelo BDI para agentes de software Introduziu Teoria Formal Interpretador BDI abstrato Base para sistemas BDI históricos e atuais Procedural Reasoning Systems (PRS) Primeiro sistema implementado com sucesso

14 ingridnunes@gmail.com Modelo e Arquitetura BDI Beliefs Informações do agente sobre seu ambiente Belief Revision Function Determina novo conjunto de crenças a partir da percepção da entrada e das crenças atuais Option Generation Function Determina as opções disponíveis ao agentes (desejos), com base nas crenças sobre o ambiente e nas suas intenções Desires Possíveis planos de ações disponíveis ao agente

15 ingridnunes@gmail.com Modelo e Arquitetura BDI Filter Processo de deliberação do agente Determina intenções do agente com base nas suas crenças, desejos e intenções atuais Intentions Foco atual do agente Estados que o agente está determinado a alcançar Action Selection Function Determina ação a ser executada com base nas intenções atuais

16 ingridnunes@gmail.com Modelo e Arquitetura BDI Belief Revision Function Beliefs Desires Intentions Option Generation Function Action Selection Function Filter Sensor Input Output Action

17 ingridnunes@gmail.com Implementação de Agentes BDI Variedade de Linguagens e Plataformas para Implementação de Agentes BDI Plataformas estudadas JACK TM Intelligent Agents Jadex JAM Jason

18 ingridnunes@gmail.com JACK TM Intelligent Agents Framework para o desenvolvimento de sistemas multi-agentes Desenvolvido pela Agent Oriented Software Pty. Ltd. (AOS) Melbourne, Austrália Linguagem JACK Agent Language

19 ingridnunes@gmail.com JACK Características Leve, requer poucos recursos de sistema Comunicação transparente entre agentes Ferramentas de Desenvolvimento Aplicações Comerciais UVAs (Unmanned Aerial Vehicles) Gerenciamento de tráfego aéreo Real-time scheduling

20 ingridnunes@gmail.com JACK JACK Agent Language Linguagem de programação orientada a agentes Extensões à linguagem Java Novas classes, interfaces e métodos Extensões à sintaxe de Java Compilador: JACK AL para Java Extensões semânticas Suporte ao modelo de execução requerido por um sistema orientado a agente

21 ingridnunes@gmail.com JACK JACK Development Environment

22 ingridnunes@gmail.com JAM Arquitetura de agentes inteligentes Desenvolvido pela Intelligent Reasoning Systems (I.R.S.) Oceanside, California Linguagem JAM

23 ingridnunes@gmail.com JAM Características Alguns bugs / limitações reportados Nenhuma aplicação comercial conhecida Nenhuma ferramenta de desenvolvimento

24 ingridnunes@gmail.com JAM

25 ingridnunes@gmail.com Jason Interpretador para uma versão estendida da linguagem AgentSpeak(L) Desenvolvido por Jomi F. Hübner (Blumenau, BR) Rafael H. Bordini (Durham, UK) Linguagem Agent Speak (L)

26 ingridnunes@gmail.com Jason Características Agent Speak (L) possui semântica formal Possibilita verificação formal Ferramentas de Desenvolvimento Nenhuma aplicação comercial conhecida

27 ingridnunes@gmail.com Jason Agent Speak (L) Linguagem de programação orientada a agentes Baseada na lógica de primeira ordem Inspirada na Arquitetura BDI Lógica BDI

28 ingridnunes@gmail.com Jason Jason IDE

29 ingridnunes@gmail.com Jason Jasons Mind Inspector

30 ingridnunes@gmail.com Jadex

31 ingridnunes@gmail.com Jadex Mecanismo de raciocínio BDI para agentes inteligentes Projeto conduzido pelo Distributed Systems and Information Systems Group University of Hamburg, Alemanha Linguagem Java e XML

32 ingridnunes@gmail.com Jadex Características Não introduz nova linguagem FIPA Compliant Uso do JADE como plataforma SMA Integração com ferramenta de projeto de Ontologias Protégé Ferramentas de Desenvolvimento Aplicações Comerciais MedPAge Dynatech Bookstore

33 ingridnunes@gmail.com Jadex Principais Componentes Belief Conhecimento do agente sobre ambiente e si mesmo Podem ser qualquer objeto Java Armazenadas em uma base de crenças Permite consulta através de OQL-like query language Goal Orientam ações do agente Desejos concretos e momentâneos do agente Agente executa ações apropriadas até que o objetivo seja considerado Atingido Inatingível Não mais desejado

34 ingridnunes@gmail.com Jadex Principais Componentes Plan Forma como o agente atuará em seu ambiente Dependendo da situação corrente Planos selecionados como resposta à ocorrência de eventos ou de objetivos Seleção de planos feita automaticamente pelo sistema Capability Crenças, planos e objetivos podem ser colocados em um módulo de agente Podem conter subcapacidades formando uma hierarquia Possibilidade de reuso

35 ingridnunes@gmail.com Jadex Principais Componentes Event Importante propriedade dos agentes Capacidade de reagir a diferentes tipos de eventos Jadex suporta dois tipos de eventos a nível de aplicação Eventos internos Usados para denotar uma ocorrência dentro de um agente Eventos mensagem Comunicação entre dois agente ou mais Normalmente tratados por planos

36 ingridnunes@gmail.com Jadex

37 ingridnunes@gmail.com

38 JADEX Agent Definition File

39 ingridnunes@gmail.com Jadex Exemplo de Código

40 ingridnunes@gmail.com Jadex

41 ingridnunes@gmail.com Jadex

42 ingridnunes@gmail.com Jadex

43 ingridnunes@gmail.com Jadex

44 ingridnunes@gmail.com Jadex

45 ingridnunes@gmail.com Jadex Ferramentas

46 ingridnunes@gmail.com Jadex Jadex Control Center

47 ingridnunes@gmail.com Jadex Jadex Starter

48 ingridnunes@gmail.com Jadex DF Browser

49 ingridnunes@gmail.com Jadex Conversation Center

50 ingridnunes@gmail.com Jadex Introspector

51 ingridnunes@gmail.com Jadex BDI Tracer

52 ingridnunes@gmail.com Jadex Test Center

53 ingridnunes@gmail.com Jadex Jadexdoc Tool

54 ingridnunes@gmail.com Jadex Beanynizer

55 ingridnunes@gmail.com Comparação Linguagem JACKJACK (extensão de Java) JadexJava e XML JAMJAM (extensão de Java) JasonAgent Speak (L)

56 ingridnunes@gmail.com Comparação Ferramentas de Desenvolvimento JACKIDE e Debug Jadex Ferramentas para execução, debug e documentação JAM- JasonIDE e Mind Inspector

57 ingridnunes@gmail.com Comparação Aplicações Comerciais JACK UVAs, Tráfego Aéreo e Real-time Scheduling JadexMedPAge, Dynatech e Bookstore JAM- Jason-

58 ingridnunes@gmail.com Comparação Outras Características JACK Não é livre, Leve, Preocupação com Indústria Jadex FIPA-Compliant, Facilidade de Integração com Ontologias JAM- JasonSemântica Formal

59 ingridnunes@gmail.com Comparação Todos os SMAs são escritos em Java ou uma extensão da linguagem Herança das vantagens Portabilidade Variedade de Ambientes de Desenvolvimento Outras Ferramentas Bibliotecas já existentes

60 ingridnunes@gmail.com Referências Rafael H. Bordini, Michael Wooldridge, and Jomi Fred Häubner. Programming Multi-Agent Systems in AgentSpeak using Jason (Wiley Series in Agent Technology). John Wiley & Sons, 2007. Michael E. Bratman. Intention, Plans, and Practical Reason. Cambridge, MA, 1987. Nick Howden, Ralph Rönnquista, Andrew Hodgson, and Andrew Lucas. Jack intelligent agents TM : Summary of an agent infrastructure. In The Fifth International Conference on Autonomous Agents, Montreal, Canada, 2001. Marcus J. Huber. Jam: a bdi-theoretic mobile agent architecture. In AGENTS '99: Proceedings of the third annual conference on Autonomous Agents, pages 236-243, New York, NY, USA, 1999. ACM.

61 ingridnunes@gmail.com Referências I. Nunes: Implementação do Modelo e da Arquitetura BDI. Technical report, PUC-Rio, Computer Science Department, LES (December 2007) A. Pokahr, L. Braubach, and W. Lamersdorf. Jadex: Implementing a BDI-Infrastructure for JADE Agents. EXP - in search of innovation, 3(3):76-85, 2003. A. S. Rao and M. P. Georgeff. BDI-agents: from theory to practice. In Proceedings of the First Intl. Conference on Multiagent Systems, San Francisco, 1995. Mike Wooldridge and P. Ciancarini. Agent-Oriented Software Engineering: The State of the Art. In P. Ciancarini and M. Wooldridge, editors, First Int. Workshop on Agent-Oriented Software Engineering, volume 1957, pages 1-28. Springer- Verlag, Berlin, 2000.


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