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