Agentes
Quartas à Tarde no DEI3 de Maio de 2000
Estrutura da Sessão
• Introdução à Tecnologia de Agentes
• A Tecnologia dos Agentes aplicada à
Robótica Móvel
• Possíveis Aplicações de Sistemas
Baseados em Agentes
• Ferramentas de Suporte ao
Desenvolvimento
Introdução à Tecnologia dos
Agentes
Estrutura da Apresentação
• Introdução
• Conceito de Agente
• Arquitectura de um Agente
• Sistema Multi-Agente
• Uma Aplicação Prática no domínio
da Robótica Móvel desenvolvida com
base na Tecnologia dos Agentes
IntroduçãoAutonomia
– “Os computadores como escravos
obedientes” … – Novas áreas exigem sistemas capazes
de agir autonomamente e em tempo real a situações imprevisíveis. A autonomia é a solução mais apropriada a muitas aplicações.
Sistemas de Computação capazes de uma acção autónoma e flexível são conhecidos por Agentes
IntroduçãoSistemas Distribuídos
– A complexidade crescente das aplicações torna impossível projectá-las como entidades monóliticas. Além disso elas têm que se ajustar a ambientes computacionais organizados em rede.
– A distribuição de competências, de controlo e de informação requer novos mecanismos de resolução de problemas.
A Tecnologia dos Agentes, especialmente a dos Agentes Inteligentes, é uma das mais promissoras para o desenvolvimento de sistemas distribuídos e complexos.
Introdução• A Robótica
• A Internet em geral e a Web em particular são os mais recentes e relevantes desenvolvimentos no mundo da transferência da informação e provavelmente da própria computação. O valor da Web está associado aos bens e serviços que ela oferece, no entanto a tarefa de extrair valor da Web é consumidora de muito tempo limitando a produtividade do utilizador. A tecnologia dos agentes surge como uma solução
• A Robótica e a Internet foram as áreas impulsionadoras da tecnologia dos agentes inteligentes
Agentes Inteligentes e a Internet
Os agentes são entidades de software que assistem pessoas e agem em seu nome.
Objectivo:Tornar as nossas vidas mais fáceis e rentabilizar o nosso tempo
• Facilitando o uso dos computadores e da Internet
• Filtrando e-mail, pesquisando NetNews, lembrando marcações
• Pesquisando informação submetendo-a a vários motores de pesquisa e filtrando-a
• e-Business ...
Agente
• Um agente é uma entidade capaz de perceber o seu ambiente através de sensores e agir sobre esse ambiente através de actuadores (Russel, Norvig 1995)
• Agentes são componentes persistentes e activas, que percebem, raciocinam, actuam e comunicam (Hunhs, Singh 1997)
• Agentes são sistemas que habitam em ambientes complexos, sentem o ambiente e actuam de modo autónomo executando o conjunto de tarefas para que foram construídos (Maes 1990).
Um agente é um sistema computacional capaz de uma acção autónoma e flexível num determinado ambiente (Woldridge 1999).
Autonomia – capacidade de operar sem intervenção de terceiros exercendo algum tipo de controlo sobre as suas acções.
Adaptabilidade – capacidade melhorar o seu desempenho a partir da experiência
Flexibilidade – Reactivo, Pró-activo e SocialReactivo – percebe o seu ambiente e responde
rapidamente as alterações que nele ocorremPró-activo - exibe um comportamento orientado aos
seus objectivos, tomando iniciativa e reconhecendo oportunidades
Social – tem capacidade de interagir com o ambiente e com outros agentes
Agente
Arquitectura de um Agente
A arquitectura de um agente é o conjunto de módulos componentes, sua organização e interacção com vista a dotar o agente de determinadas funcionalidades.
Os três grandes grupos:– Arquitecturas Deliberativas– Arquitecturas Reactivas ( não
deliberativas)
– Arquitecturas Híbridas
– Arquitecturas BDI (Beliefs, Desires and Intentions)
Arquitectura Deliberativa
Ambiente
Sensores Actuadores
Arquitectura Deliberativa
Sentir
Modelar AgirPlanear
Arquitectura Reactiva
Ambiente
Sensores Actuadores
Arquitectura Reactiva
Situação/Acção
Arquitectura Híbrida
Ambiente
Sensores Actuadores
Arquitectura Híbrida
Planeador Deliberativo
Executor Reactivo
“Sequenciador”
Sistema Multi-Agente (SMA)
• SMA é qualquer sistema composto por vários agentes que interagem na prossecução de um objectivo comum.
• A potencialidade de um SMA está alicerçada na comunidade de agentes que o constituem e nas respectivas capacidades de coordenação desses vários agentes.
Sistema Multi-Agente (SMA)
• Os SMA fornecem um outro tipo de comportamento, um comportamento emergente onde as capacidades do sistema superam a soma das capacidades dos agentes.
• O modelo de agentes a trabalharem em conjunto surge como uma nova geração de aplicações informáticas avançadas havendo quem o refira como um novo paradigma da Engenharia de Software
A
Tecnologia dos
Agentes
e uma sua aplicação à
Robótica Móvel
Uma Aplicação
Desenvolvimento de uma
Arquitectura de ControloHíbrida, Distribuída e
Adaptável para um Robô Móvel
Conceito de Agente na Aplicação
No âmbito desta aplicação o conceito de agente está presente a dois níveis:
– Robô Móvel é visto como um Agente Autónomo Situado e Corporizado
– O Sistema de Controlo do robô móvel foi desenvolvido como um Sistema Multi-Agente
Robôs Móveis• Um robô móvel é por inerência um agente
autónomo cujo comportamento é determinado pela interacção dos seus próprios processos com o ambiente em que está integrado, no contexto de execução de uma determinada tarefa.
• Garantir uma interacção apropriada é tarefa árdua envolvendo capacidade de lidar com incerteza, de resposta em tempo real, assim como de sentir, agir e planear.
• O desenvolvimento de arquitecturas de controlo para robôs móveis é um dos principais desafios da robótica de hoje.
Plataforma Móvel-RobuterII
• Computador Próprio– 68020 16MHz 1Mbyte RAM– O. S. ALBATROS
• Sistema Sensorial– sensores ultrasónicos– sistema pára-choques
• Sistema Odométrico
• Comunicação a partir de computador anfitrião (via radio)
– carregamento de programas
– controlo interactivo
ARCoS - Autonomous Robot Control
System A arquitectura ARCoS desenvolvida tem como objectivo transformar a plataforma móvel num verdadeiro agente autónomo com as seguintes características:
– situado e orientado aos objectivos– adaptável e extensível
Arquitectura
Híbrida, Distribuída e Adaptável
Estrutura Global do Robô Autónomo
Plataforma Móvel
ARCoS
Navegador
Planeadores
RA1RA2
RAnAgentesReactivos
Mediador
Interface ARCoS/Plataforma Móvel
Base deConhecimento
Arquitectura Híbrida e Distribuída
ARCoS
Camada Deliberativa
Camada Reactiva
Navegador
Planeadores
Planos Abstractos
ConselhosTarefas
RA1
RA2SA
AgentesReactivos RAn
Um Agente Reactivo (RA)
• Responsável por uma competência elementar de navegação
• Coopera com outros RAs para alcançar competências de navegação mais complexas
• Arquitectura Multi-Paradigma – Lógica Difusa e Redes Neuronais
Reactividade
Controlo Distribuído
Adaptabilidade
Arquitectura de um Agente Reactivo
Controlo Difuso
Monitor
Conhecimento Prévio
Mecanismo Inferência Difuso
Selector da Acção
Estratégia
IntegraçãoeCoordenaçãodas Propostas dos RAs
Saída M
Conhecimento Adquirido
Pré-Processamento
Memória Associativa
Arquitectura de um Agente Reactivo (RA)Características• Sistema Difuso
– Incerteza e Imprecisão• Capacidades de Aprendizagem
– Rede Neuronal• Flexibilidade
– Conhecimento Prévio– Conhecimento Adquirido da Experiência
• Saída Múltipla– Evitar Informação Escondida– Integração e Coordenação com outros
RA
Conclusões
• A arquitectura de controlo desenvolvida transforma uma plataforma móvel num verdadeiro agente móvel autónomo
• situado e orientado aos seus objectivos
• controlo distribuído
• adaptável
• extensível