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Um Framework Baseado em Padrões Arquiteturais para o Desenvolvimento de Sistemas Multiagentes Auto-Organizáveis Manoel Teixeira de Abreu Netto

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Apresentação em tema: "Um Framework Baseado em Padrões Arquiteturais para o Desenvolvimento de Sistemas Multiagentes Auto-Organizáveis Manoel Teixeira de Abreu Netto"— Transcrição da apresentação:

1 Um Framework Baseado em Padrões Arquiteturais para o Desenvolvimento de Sistemas Multiagentes Auto-Organizáveis Manoel Teixeira de Abreu Netto

2 14/11/20132 Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Sumário Motivação Visão Geral Framework Estudo de Caso –AGV –Modelo –Execução Próximos Passos

3 14/11/20133 Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Motivação Sistemas capazes de operar em ambientes dinâmicos e heterogêneos, contornando perturbações, antes desconhecidas, no ambiente. De forma espontânea compor um nova organização. Busca por características como flexibilidade, robustez e adaptabilidade. Obtenção de respostas coletivas e complexas decorrentes das interações entre simples componentes do sistema, de forma descentralizada. Interesse da comunidade científica e industrial em soluções inspiradas na natureza.

4 14/11/20134 Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Sumário Motivação Visão Geral Framework Estudo de Caso –AGV –Modelo –Execução Próximos Passos

5 14/11/20135 Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Visão Geral – Auto-organização Definido como o processo ou o mecanismo que permite um sistema adequar sua organização sem um comando externo explicito; Interações ocorrem localmente. Baseado em computação natural; Sistemas auto-organizáveis fortes e fracos;

6 14/11/20136 Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Visão Geral – Auto-organização Propriedades: –Inexistência de um controle externo – Obrigatória –Controle descentralizado – Não obrigatória –Operação dinâmica – Obrigatória Emergência

7 14/11/20137 Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Visão Geral – SMA? As entidades autônomas são agentes; SMA é um grupo de agentes cooperando entre si; Comportamento macroscópicos usando apenas interações locais entre agentes.

8 14/11/20138 Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Padrões Básicos – Evaporation Problema: –Ambientes multiagentes podem rapidamente ficarem sobrecarregados de informações inseridas pelos agentes É agregado aos dados um peso/tempo Ação de coordenação: a falta ou o decremento dos dados implicam em novas ações Regra de propagação: os dados propagados decrementam os seus pesos localmente e nos vizinhos iterativamente até alcançar o valor 0

9 14/11/20139 Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Sumário Motivação Visão Geral Framework Estudo de Caso –AGV –Modelo –Execução Próximos Passos

10 14/11/ Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Framework Extensão do framework Jadex; Implementação dos padrões básicos descritos anteriormente; Definição dos padrões através de capabilities, com a construção dos planos de propagação e coordenação; Utilização do conceito de ambiente ativo; Estrutura que oferece a capacidade de desenvolvimento de novos padrões arquiteturais através da extensão do framework.

11 Framework Evaporation capability

12 14/11/ Manoel Teixeira © LES/PUC-Rio Sumário Motivação Visão Geral Framework Estudo de Caso –AGV –Modelo –Execução Próximos Passos

13 Estudo de Caso - AGV AGV ( Automated Guided Vehicles) Aplicação real – Egemin e DristiNet; Veículos totalmente automatizados; Utilizados para transporte de carga; Exigência de um ambiente: –Flexível (riscos PMBOK) –Dinâmico (aberto)

14 Estudo de Caso - AGV Modelagem: Utilização dos padrões: –Diffusion – Warehouse, Destino e Localizações; –Aggregation - Localizações; –Evaporation – Localizções, com dados da Warehouse;

15 Modelo – Diagrama de Caso de Uso

16 Modelo – Diagrama de Classe

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19 Modelo Ambiente

20 Execução – Construindo o Ambiente DEBUG: new AGVEnvironment DEBUG: Adding position 1x1 DEBUG: Adding position 1x2 … DEBUG: Adding position 5x2 DEBUG: Adding position 5x3 DEBUG: Creating Plan.... DEBUG: Adding location in position 1x1 DEBUG: Adding location in position 1x2 … DEBUG: Adding location in position 5x2 DEBUG: Adding location in position 5x3

21 Execução – Adicionando os agentes DEBUG: Alocating Agent in position: 2x1 DEBUG: AgentLocation_1 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Alocating Agent in position: 2x2 DEBUG: AgentLocation_2 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Alocating Agent in position: 2x3 DEBUG: AgentLocation_3 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Alocating Agent in position: 3x1 DEBUG: AgentLocation_4 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Alocating Agent in position: 3x2 DEBUG: AgentLocation_5 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Alocating Agent in position: 4x1 DEBUG: AgentLocation_6 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Alocating Agent in position: 4x2 DEBUG: AgentLocation_7 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Alocating Agent in position: 4x3 DEBUG: AgentLocation_8 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Alocating Agent in position: 1x1 (Warehouse) DEBUG: Alocating Agent in position: 1x2 (Warehouse) DEBUG: Alocating Agent in position: 1x3 (Warehouse) DEBUG: Alocating Agent in position: 5x1 (Destination) DEBUG: Alocating Agent in position: 5x2 (Destination)

22 Execução – Ação do Agente Destination – Difusão DEBUG: AgentDestination_12 Diffusing 'destination'... DEBUG: Creating diffusionMsg... DEBUG: Setting the content... DEBUG: Getting neighbors... DEBUG: 3 neighbors found... DEBUG: Getting the environment... DEBUG: Getting location of position: 5x2 DEBUG: No agent at this position... DEBUG: Getting location of position: 4x1 DEBUG: Adding a receiver : DEBUG: Getting location of position: 4x2 DEBUG: Adding a receiver : DEBUG: Sending the message... DEBUG: AgentLocation_7 diffusionMsg Receive... DEBUG: AgentLocation_6 diffusionMsg Receive... DEBUG: Data type: dpt size: 5 DEBUG: Saving the DISPATCH in the beliefbase... DEBUG: Data type: dpt size: 5 DEBUG: Saving the DISPATCH in the beliefbase...

23 Execução – Adicionando uma Carga – Difusão DEBUG: Executing UserAgentPlan... DEBUG: Transporter_16 Looking for a Warehouse... DEBUG: Setting agentsId... DEBUG: UserAgent Sending newDataDiffusionMsg to DEBUG: AgentWarehouse_1 received newDataDiffusionMsg from: DEBUG: AgentWarehouse_1 Getting the content... DEBUG: Data received: pck: DEBUG: Saving in the beliefbase... DEBUG: Creating a diffusionMsg... DEBUG: Setting the content... pck:1:1:2:info DEBUG: Getting neighbors... DEBUG: 3 neighbors found... DEBUG: Getting the environment... DEBUG: Getting location of position: 2x1 DEBUG: Adding a receiver : DEBUG: Getting location of position: 1x2 DEBUG: No agent at this position... DEBUG: Getting location of position: 2x2 DEBUG: Adding a receiver : DEBUG: Sending the message...

24 Execução - Evaporação DEBUG: AgentLocation_1 diffusionMsg Receive... DEBUG: AgentLocation_2 diffusionMsg Receive... DEBUG: Data type: pck size: 5 DEBUG: Saving the PACKAGE in the beliefbase... DEBUG: Data type: pck size: 5 DEBUG: Saving the PACKAGE in the beliefbase... DEBUG: AgentLocation_1 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Evaporating package... factor = 1.9 DEBUG: AgentLocation_1 execute() evaporate: continues DEBUG: AgentLocation_2 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Evaporating package... factor = 1.9 DEBUG: AgentLocation_2 execute() evaporate: continues DEBUG: AgentLocation_3 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: AgentLocation_4 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: AgentLocation_5 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: AgentLocation_6 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Evaporating dispatch... factor = 0.9 DEBUG: AgentLocation_6 execute() evaporate: continues DEBUG: Evaporating dispatch... factor = 0.9 DEBUG: AgentLocation_6 execute() evaporate: continues DEBUG: AgentLocation_7 Executing EvaporationPatternPlan... DEBUG: Evaporating dispatch... factor = 0.9 DEBUG: AgentLocation_7 execute() evaporate: continues DEBUG: Evaporating dispatch... factor = 0.9 DEBUG: AgentLocation_7 execute() evaporate: continues

25 Execução – Procurando Carga DEBUG: Transporter_16 trying to move to 3x1... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Transporter_16 new position: 3x1 DEBUG: AgentLocation_4 received a getPackage request... DEBUG: AgentLocation_4 sending DEBUG: Transporter_16 reply received... DEBUG: Data received: DEBUG: Transporter_16 null received as reply... DEBUG: Transporter_16 trying to move to 2x1... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Transporter_16 trying to move to 2x2... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Transporter_16 new position: 2x2 DEBUG: AgentLocation_2 received a getPackage request... DEBUG: Data to be replyed: pck:1:1:1.9:info DEBUG: AgentLocation_2 sending DEBUG: Transporter_16 reply received... DEBUG: Data received: pck:1:1:1.9:info DEBUG: Transporter_16 Received 1 Packages... DEBUG: Try position: 1x1 DEBUG: Transporter_16 trying to move to 1x1... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Getting the loaded package... DEBUG: Requesting AgentWarehouse_1 package... DEBUG: AgentWarehouse_1 Received a getPackage fromRParameter(name=sender, class=class jadex.adapter.fipa.AgentIdentifier) DEBUG: Package:

26 Execução – Procurando Destino DEBUG: Transporter_16 looking for destination... DEBUG: Transporter_16 trying to move to 2x2... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Transporter_16 trying to move to 3x2... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Transporter_16 new position: 3x2 DEBUG: AgentLocation_5 received a dispatchPackage request... DEBUG: AgentLocation_5 sending DEBUG: Transporter_16 reply received... DEBUG: Data received: DEBUG: Transporter_16 trying to move to 2x2... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Transporter_16 trying to move to 2x3... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Transporter_16 new position: 2x3...

27 Execução – Encontrando Destino DEBUG: Transporter_16 new position: 4x2 DEBUG: AgentLocation_7 received a dispatchPackage request... DEBUG: Data to be replyed: dpt:5:1:0.9:info DEBUG: AgentLocation_7 sending DEBUG: Transporter_16 reply received... DEBUG: Data received: dpt:5:1:0.9:info DEBUG: Try position: 5x1 DEBUG: Transporter_16 trying to move to 5x1... DEBUG: Transporter_16 Moved... DEBUG: Send the package to destination... DEBUG: Requesting AgentDestination_12 dispatch... DEBUG: AgentDestination_12 Dispatch requested... **************DEBUG: Package dispatchated at AgentDestination_12***************

28 Próximos Passos Separar o framework da instância (AGV) Aprimorar detalhes de implementação do AGV, como a busca por feromônios Aumentar a quantidade de agentes (Locations, Warehouses e Destinations) Implementar uma interface gráfica para visualização Implementar o caso de uso do VANT

29 VANT

30 Um Framework Baseado em Padrões Arquiteturais para o Desenvolvimento de Sistemas Multiagentes Auto-Organizáveis Manoel Teixeira de Abreu Netto


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