SISTEMAS MULTIAGENTES Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes SISTEMAS MULTIAGENTES Prof. Fred Freitas - fred. @cin.ufpe.br

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Índice Inteligência centralizada x distribuída Motivações Classificações Resolução distribuída de problemas - RDP Sistemas Multiagentes - SMAs SMAs Reativos SMAs Cognitivos Comunicação entre agentes cognitivos Noções fraca e forte de agente Sistemas Híbridos Problemas em IAD Aplicações Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Inteligência : Centralizada ou Distribuída ? Visão de Inteligência: Coletiva ou individual? Não aproveitamos muito o trabalho alheio. A Internet nos faz trabalhar de forma mais inteligente (nenhum componente é crítico). Resolução de problemas : Há alguns cuja solução é inerentemente distribuída ou fica mais fácil distribuindo! Agentes sem inteligência podem em conjunto gerar algo inteligente? A inteligência de cada ser humano é centralizada ou distribuída ?? Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Histórico HEARSAY II [Corkill et al.73] Arquitetura de quadro-negro. Sociedade da Mente [Minsky78] Distribuição, independência e emergência. Contract Net [Smith 82] Leilão de tarefas. Robôs reativos [Brooks 86] Arquitetura de subsunção (taxonomia). Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Sociedade da Mente [Minsky] Uma porção de agências por mente! Ações/soluções emergem das interações entre as agências: Conflitos Metas (prazer, dor) diferentes representações neurais e simbólicas mecanismos de controle e vias, Garis Ativadores memória de agentes reuso criativo hierarquias de sociedades Scripts habilidades construídas a partir de somas teias de RNAs Aceitam-se ambiguidades e erros! Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Sociedade da Mente [Minsky] Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes H E A B F D C G Exemplo O Quebra-cabeça dos N(8) números é um NP-completo. A*-3x3 peças IDA*-4x4 peças RTA*-5x5 peças Sem escalabilidade RDP-testes c/30x30! Cd peça:ag.reativo. A solução emergiu das interações entre eles. Primitivas de satisfação, fuga e agressão, c/ pontuação por distância, restrições de trancamento, loops e pontas. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Quebra-cabeça dos N números Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Quebra-cabeça dos N números E B C A H F D G Bloqueado Ativo Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Quebra-cabeça dos N números E B C A H F D G Bloqueado Ativo Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Quebra-cabeça dos N números B C E A H F D G Ativo Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Quebra-cabeça dos N números B C H A G E F D Ativo Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Quebra-cabeça dos N números A B C G H E F D Bloqueado Ativo Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes IA Clássica Metáfora psicológica: uma pessoa ou entidade resolve o problema. Inteligência atomizada, restrita aos micro aspectos de sua própria racionalidade. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

IA Distribuída - Sistemas Multiagentes Complementa a metáfora psicológica com uma sociológica. As soluções emergem de ações e interações produtivas entre agentes autônomos. Relacionada aos macro aspectos dos agentes :agentes enquanto sociedade. Inspirada também em linguística, sociologia, economia, filosofia, biologia ... Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes IA e SD Resolução de Problemas Aprendizado Simbólico Conexionista Dedução e inferência Processamento de Linguagem Natural Sistemas Especialistas Agentes Interconexão de máquinas, sistemas, redes, etc Heterogeneidade Comunicação Concorrência Compartilhamento de recursos Objetos Distribuídos Escalabilidade Transparência Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes IA Distribuída (IAD) Não é IA paralela, nem Sistemas Distribuídos. Resolução grupal de problemas, através de cooperação (diferente de colaboração). Grande interatividade e capacidade de comunicação. Organização - meios que garantam a convergência: Estruturas de autoridade e controle divididos. Divisão de conhecimento e recursos. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Motivações de Multiagentes Avanços científicos: grandes redes heterogêneas abertas, concorrência, sistemas distribuídos, bibliotecas digitais Interdependências complexas Não há controle global Limitação de recursos e de racionalidade Problemas grandes e complexos, experimentação Domínios distintos Recuperação de informações(IR), Mineração de Dados e Mediação de alto nível. Internet! Simulação de sistemas naturais e sociais, jogos Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Classificações em IAD Divisão de tarefas Resolução Distribuída de Problemas - RDP Sistemas Multiagentes - SMAs Inteligência de cada agente Reativos Cognitivos Cooperação Cooperativos Competitivos Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Resolução Distribuída de Problemas - RDP Ênfase no global: modelo, problema e critérios de sucesso. Objetivos da sociedade. Colaboração entre agentes distribuídos. E:Tarefas,ambiente. S:modelo dos agentes e esquema de resolução das tarefas. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Problema RDP Divisão em subproblemas Concepção Projeto dos Agentes Projeto das Interações Projeto das Organizações Resolução Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Sistemas Multiagentes - SMA Ênfase no local: modelo, problema e critérios de sucesso. Objetivos dos agentes. Coordenação entre agentes num mesmo ambiente. E:agentes,ambiente. S:tarefas resolvíveis e esquema de resolução das tarefas. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes SMA Concepção Projeto dos Agentes Projeto das Interações Projeto das Organizações Resolução Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

SMAs Reativos X SMAs Cognitivos Conhecimento implícito Não-histórico Behaviorista ou positivista Reativo Comunicação indireta Inspirado em coletivos de animais Uma porção de agentes Conhecimento explícito Mentalista e histórico Subjetivista (BDI) Deliberativo Comunicação direta Inspirado nas sociedades humanas Poucos agentes Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes SMAs Reativos R. Brooks 86 - Arquitetura de subsunção (taxonomia) Controlar robôs físicos (dinamismo e desconhecimento). Inteligência pode ser gerada sem conhecimento explícito ou raciocínio abstrato! É uma propriedade emergente de certos sistemas complexos. A inteligência real está situada no mundo, e não em sistemas desincorporados ( especialistas, provadores, etc)! Comportamento inteligente emerge das interações com o ambiente. Competição entre camadas hierárquicas. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

SMAs Reativos - Características Não há representação explícita de conhecimento. Não há representação do ambiente. Não há memória das ações. Os agentes possuem estados internos. Exemplos de modelos : Funcionalidade emergente Eco-resolução Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Eco-resolução Solução é um estado estável de comportamentos. Eco-agentes possuem : Objetivo : Estado de satisfação Estado interno, baseado em autômato finito: Satisfeito Em busca de satisfação Em fuga Ações elementares: comportamentos de satisfação e fuga Vontade de estar satisfeito Obrigação de fugir, quando atacado Percepção : Quem o incomoda Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Tipos de SMAs Cognitivos Agentes organizados Perspectivas múltiplas, leis e regras sociais Agentes negociantes Resolução de conflitos por negociação Agentes intencionais Intenções (ou escolhas), compromissos, planos parciais Agentes cooperativos Representação mútuas, alocação de tarefas Módulos com comunicação. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Descrição externa Raciocínio Social Raciocínio Decisão ED ER EC Revisão Percepção Recepção Emissão Ação Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Comunicação entre agentes Troca de mensagens ou Quadro Negro. Protocolos:KQML,HTTP,HTML,OLE,CORBA,DcOM. Segurança : Selos / autenticações. Mediação : Baseada em ontologias ou transacional. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Arquiteturas Distribuídas Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

SMAs Cognitivos – Teoria dos Atos de Fala Os SMAs Cognitivos podem basear-se em Teoria da Decisão, Utilidade, Jogos ou Dependência A comunicação basear-se na Teoria dos Atos de Fala. Como uma ação, a comunicação deseja mudar o ambiente. Atos de fala são assertivos(informativos), diretivos, comissivos, declarativos ou expressivos (emoções). KQML e Arcol (FIPA) implementam alguns destes atos O vocabulário de comunicação entre os agentes é desempenhado por uma ontologia Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Ontologias Conceitualização acerca de uma área de conhecimento [Gruber 95] Conjuntos de conceitos, definições, relações, axiomas e restrições sobre a área As ontologias garantem, através de um vocabulário comum de termos e seus respectivos conceitos, a comunicação em nível de conhecimento entre agentes cognitivos Normalmente, uma ontologia é organizada em hierarquias de conceitos Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Noção Forte de Agente Noções mentalísticas : postura intencional, não-mecanicista e útil, pelo emprego de crenças, desejos e intenções/escolhas (BDI). Honestidade e senso de equipe. Racionalidade e aprendizado/adaptação social. Resolução de problemas complexos e exploração. Programação Orientada a Agentes[Shoham]: Consistência interna (crenças,obrigações,...) Persistência de estado mental Capacidade de desincumbir a si e a outros, se não há capacidade de cumprir as metas. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Noção Forte de Agente - Lógicas Difícil formalização : crenças exigem lógicas mais complexas, porque Acredita(Zé,Melhor-ponta(Garrincha)) e Mané=Garrincha não quer dizer que Acredita(Zé,Melhor-ponta(Mané)) ! Lógicas modais normais/ lógicas de conhecimento e crença. Mundos possíveis, crenças(KD45), lógicas que combinam atitudes diferentes. Passa a existir o problema de revisão de teoria (ou revisão de crenças) Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Sistemas Híbridos As camadas superiores são deliberativas e as inferiores são reativas, com maior precedência. Problema: como gerenciar interações clean entre camadas. InteRRaP - hierárquico : Interação com o mundo. Padrões de comportamento ativados com pré-condições Planos e cooperação Orientado por dados e metas Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Agentes não-estritamente cooperativos: o Dilema do Prisioneiro Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Classificação social de agentes SMA Independente Cooperativo Discreto Cooperação Comunicativo Ñ-comunicativo emergente Deliberativo Negociador Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Problemas em IAD Ausência de metodologias de projeto claras. Incerteza e conflito. Interação e linguagens ainda não sedimentadas. Modelagem de outros agentes. Chaveamento cognitivo/ reativo. Quais informações devem ser globais e quais locais. Quando executar, planejar e coordenar. Principais : coerência e cooperação, através da coordenação (forte ligação com planejamento e escalonamentos). Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes

Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes Aplicações Transportes Tráfego urbano e aéreo Controle de aceleração de partículas Distribuição de eletricidade Alocação de recursos em fábricas distribuídas Sistemas de Telecomunicação Assistência a pacientes Controle de espaçonaves Fabricação de aço Simulação de comportamentos Cinema Mineração, cartografia, imagens Interpretação de dados e planejamento distribuídos BDs distribuídos e SDs Roteamento, equilíbrio de carga CSCW e PDAs CAD/CAM/CAE Recuperação de informações PLN Tomada de decisão distribuída Escalonamento Diagnóstico e monitoração Robótica : visão e trajetória Produtos: General Magic, IBM, etc. Fred Freitas - fred@cin.ufpe.br - Sistemas Multiagentes