1 Agentes Inteligentes Alex F. V. Machado

2 Um programa de IA pode ser visto como um Agente Racional Plano da aula O que é um Agente Racional (inteligente)? Qual sua utilidade em IA? Ambientes e arquiteturas Aplicações Estado atual do conceito de agente

sensores Agente atuadores a m b i e n t e Raciocinador modelo do ambiente O que é um agente Agente é qualquer entidade que: percebe seu ambiente através de sensores (ex. câmeras, microfone, teclado, finger...) age sobre ele através de atuadores (ex. vídeo, auto-falante, impressora, braços, ftp,...) Mapeamento: seqüência de percepções => ação

Agente de Polícia de Trânsito Ambiente Agente raciocínio Conhecimento: - leis - comportamento dos indivíduos,... Objetivo: - fazer com que as leis sejam respeitadas Ações: - multar - apitar - parar,... execuçãopercepção

5 Agentes Inteligentes Arquiteturas Agente tabela Agente reativo simples Agente baseado em utilidade Agente com aprendizagem autonomia complexidade

ambiente sensores atuadores Tabela percepçõesações.. Agente Agente Tabela Limitações Mesmo Problemas simples -> tabelas muito grandes ex. xadrez 30^100 Nem sempre é possível, por ignorância ou questão de tempo, construir a tabela Não há autonomia nem flexibilidade Este agente só tem fins didáticos!!! Não vale nem a pena pensar nele Ambientes acessível, determinístico, episódico, estático, discreto e minúsculo!

Agente sensores atuadores Qual a aparência atual do mundo? Que ação devo executar agora? Regras condição-ação a m b i e n t e Agente Reativo Simples Vantagens e desvantagens Regras condição-ação: representação inteligível, modular e eficiente ex. Se velocidade > 60 então multar Não pode armazenar uma seqüência de percepções, pouca autonomia Ambientes: Reflexo imprescindível em ambientes dinâmicos Acessível, episódico, pequeno

Agente Baseado em Utilidade Ambiente: sem restrição Desvantagem: não tem adaptabilidade Ex. motorista recifence ambiente sensores atuadores Agente Qual a aparência atual do mundo? Que ação devo executar agora? Função de Utilidade qual é o impacto de minhas ações como o mundo evolui Este novo mundo é melhor? Qual será a aparência se for executada a ação A? estado: como o mundo era antes

9 Inteligência Coletiva Porque pensar a inteligência/racionalidade como propriedade de um único indivíduo? Não existe inteligência... Em um time de futebol? Em um formigueiro? Em uma empresa (ex. correios)? Na sociedade? Solução: IA Distribuída Agentes simples que juntos resolvem problemas complexos tendo ou não consciência do objetivo global Proposta por Marvin Minsky e em franca expansão... o próprio ambiente pode ser modelado como um agente

10 IA Distribuída: dois tipos de sistemas Resolução distribuída de problemas consciência do objetivo global e divisão clara de tarefas Exemplos: Robótica clássica, Busca na Web, Gerência de sistemas distribuídos,... Sistemas Multi-agentes não consciência do objetivo global e nem divisão clara de tarefas Exemplos: n-puzzle, futebol de robôs, balanceamento de carga, robótica,...

11 Exemplos de Sistemas Multi-Agentes Ant Colony (Colônia de Formigas) Termite Behaviour (Comportamento de Cupins)

12 Termite Behaviour

13 Termite Behaviour Ambiente: - Espaço em preto: área vazia - Pontos amarelos: madeira - Pontos vermelhos: cupins Objetivo: - Criar pilhas de madeira Comportamentos dos cupins: - Se não estiver carregando nada: Anda aleatoriamente até achar uma madeira e a carrega - Se estiver carregando madeira: anda aleatoriamente, no espaço vazio, deixando a madeira em um espaço vazio.

14 Termite Behaviour Aplicação: Sistemas de roteamento de redes de computadores Problemas de Clusterização / Classificação de Dados (Ex. construção de grupos homogêneos de municípios de acordo com alguma variável sócio-econômica)

15 Ant Colony

16 Ant Colony Objetivo: - Achar comida e trazer para a toca no menor caminho Comportamento das formigas: - Andam em caminhos aleatórios e deixam um rastro de feromônio (rastro) por um determinado espaço de tempo. - Tendem a andar em caminhos cujo o rastro de ferômonio seja mais forte.

17 Ant Colony Aplicação: - Sistemas de roteamento de redes de computadores -Transporte urbano e logística - Modelagem de Proteínas (Bioinformática)