DESIGN PATTERNS FOR DECENTRALISED COORDINATION IN SELF- ORGANISING EMERGENT SYSTEMS Tom De Wolf e Tom Holvoet.

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1 DESIGN PATTERNS FOR DECENTRALISED COORDINATION IN SELF- ORGANISING EMERGENT SYSTEMS Tom De Wolf e Tom Holvoet

2 Sumário Introdução Padrão: Gradient Fields Padrão: Market-based Control Aplicação Conclusão

3 Introdução Apresenta como mecanismos de coordenação descentralizados podem ser descritos como padrões de projeto Apresenta como usar esses padrões para coordenar agentes e alcançar o comportamento global esperado Trata-se de um resumo de um outro artigo

4 Padrão: Gradient Fields Contexto: Coordenar múltiplas entidades autônomas de maneira descentralizada Movimentação global coerente dos agentes Suportar mudanças freqüentes no ambiente

5 Padrão: Gradient Fields Problemas abordados: Movimentação espacial Formação estrutural Roteamento Integração de informações contextuais

6 Padrão: Gradient Fields Solução: Informações espaciais, contextuais e de coordenação são propagadas pelo ambiente como campos computacionais Agentes seguem o gradiente dos campos para alcançar a tarefa de coordenação Sem exploração explícita

7 Padrão: Gradient Fields Descrição conceitual

8 Padrão: Gradient Fields Características: Ciclo de feedback Quando um dado gradiente é modificado, agentes e outros emissores de gradientes podem reagir a essa mudança mudando suas informações Agentes simples – Ambiente Complexo Abordagem gulosa

9 Padrão: Gradient Fields Usos: Gestão de tráfego urbano Controle de personagens autônomos em vídeogames Movimento de turismo em museus Agentes explorando a WEB

10 Padrão: Market-based Control Contexto: Coordenar multiplas entidades autonomas de forma descentralizada a alcançar um objetivo global comum Compartilhar um conjunto de recursos escassos

11 Padrão: Market-based Control Problemas abordados: Alocação de recursos Integração de uso de recursos / necessidade de informação

12 Padrão: Market-based Control Solução: Mercado virtual aonde recursos são comprados e vendidos usando uma moeda virtual O preço evolui de acordo com a dinâmica do mercado e indica quando há alta ou baixa demanda

13 Padrão: Market-based Control Descrição conceitual:

14 Padrão: Market-based Control Características: Ciclo de feedback Agentes possuem toda a responsabilidade Descentralização – Robustez – Auto-organizável Estabilização em um ponto de equilíbrio Princípio de Pareto

15 Padrão: Market-based Control Usos: Controle de fabricação Recursos = Máquinas Distribuição de energia Recursos = energia Roteamento em redes Recursos = banda Controle climático em construções Recursos = ar frio

16 Aplicação Serviço de entrega de pacotes Clientes enviam uma ordem para pegarem seus pacotes e transportarem para uma dado destino ou local de entrega Caminhões atendem as solicitações de transporte

17 Aplicação Requisitos: Ato de despachar Novas ordens surgem e são atribuídas a caminhões que serão responsáveis pelo transporte Roteamento Caminhões devem escolher suas rotas de forma a atenderem a novos pedidos, pegando o pacote, enquanto realiza as entregas já em sua posse

18 Aplicação

19 Ato de despachar Clientes compram espaços dentro do caminhão para suas entregas Preço varia de acordo com várias informações Distância entre o caminhão e o cliente Tempo de entrega e a distância a ser percorrida

20 Aplicação Roteamento Rotear os caminhões pelas ruas Uso de diferentes tipos de gradientes Gradientes de localização da entrega Gradientes de localização de pedidos Gradientes de comunicação do mercado Pedidos e caminhões emitem gradientes e as mensagens para negociação devem seguir esses gradientes

21 Conclusão Mecanismos de coordenação distribuídos podem ser definidos como padrões de projeto Mais trabalho em relação aos padrões abordados Artigo exibe um enfoque conceitual