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Arquitetura BDI
Modelo proposto por Bratman em 1987
Modelo consiste de:– Beliefs: crenças– Desire: desejos ou objetivos– Intetions: intenções ou planos
Arquitetura BDI proposta por Rao e Georgeff em 1995– É uma arquitetura abstrata
Arquitetura BDI
Plataformas e Frameworks
Que utilizam BDI:– ASF– Jack– Retsina– Jadex
Que não utilizam BDI:– Jade
Jack Inteligente Agents
http://www.agent-software.com/shared/products/index.html
Propriedades de Jack
Fe criado pela Agent-Oriented Software (AOS)
É um ambiente para criar e executar SMA utilizando uma abordagem orientada a componentes
Seus agentes estão baseados na arquitetura BDI
Implementado em Java– Define novas classes para implementação dos agentes
Sua versão atual é a 5.0 É necessário uma licencia para utiliza-lo
Os três principais componentes de Jack
Jack Agent Language:– A linguagem utilizada para o desenvolvimento dos agentes– Estende Java para pode manipular as propriedades dos agentes
Jack Agent Compiler:– Pré-processa o programa na linguagem Jack e o converte em código
Java puro. – O código Java é compilado pela máquina virtual Java
Jack Agent Kernel:– É o ambiente para execução dos programas em Jack– Tem um conjunto de classes que podem ser utilizadas para implementar
as aplicações orientadas aos agentes
A linguagem Jack
Extensão no nível de implementação:– Inclusão de conceptos como Agente, Evento, Plano, conj. de Crenças e
Capacidades
Extensão no nível sintático– Define um conjunto de palavras-chave orientadas a agentes– Class é uma palavra-chave para Java e Agent é uma palavra-chave para
Jack
Extensão no nível semântico– A execução de um programa em Jack é diferente da execução de um
programa orientado a objetos– Ex.: Seleção de plano para alcançar um objetivo
Características do agente
Os agentes tem objetivos para alcançar (agentes pró-ativos) ou eventos para tratar (agentes reativos)
Define um comportamento default para os agentes Oferece uma infra-estrutura de comunicação para os agentes
Cada agente tem:– Um conjunto de crenças– Um conjunto de eventos que pode receber– Um conjunto de capacidades– Um conjunto de planos
Quando um agente é criado ele fica inativo até que receba um objetivo para ser alcançado ou um evento para tratar
Comportamento del agente
1. Recebe um evento2. Verifica em suas crenças, se o evento já foi tratado3. Se não foi tratado ainda, consulta o conjunto de planos e
escolhe um plano para tratar o evento4. Se o plano foi executado com sucesso, o evento foi tratado5. Se o plano não foi executado com sucesso, outro plano será
executado6. Se nenhum plano tratou o evento, então o evento não pode ser
tratado
Definição de um agente
agent AgentType extends Agent [implements InterfaceName]{ // Creencia de los agentes
#{private | agent | global} data BeliefType belief_name (arg_list)
// Eventos#handles event EventType;#posts event EventType reference;#sends event EventType reference;
// Planes#uses plan PlanType;// Capacidades#has capability CapabilityType reference;
//Datos#{private| agent | global} data DataType data_name(arg_list)//Métodos
}
Gerente de Tarefas
Por default, cada agente tem um gerente simples de tarefa– Toda tarefa segue sua execução até que seja completada (com sucesso
ou com falha), ou que exista um @wait_for ou um @sleep
É possível utilizar outros gerentes más complexos– Gerente “round robin”: varias tarefas são executadas por vez e são
executados X passos de cada tarefa, i.e., X ações do plano que executa a tarefa
– #uses taskManager SimpleRRTaskManager(<steps>)
Evento
Eventos podem ser utilizados para modelar objetivos, intenções, percepções no ambiente, comunicação
Sempre que um evento ocorre, um agente tem que tratá-lo– Tratar um evento significar executar um plano
Tipos de eventos:– Estímulo interno: (evento automático) evento que o agente envia a si
mesmo, modela as crenças do agente (modificação no ambiente) – Estímulo externo: (evento normal) utilizado para modelar a
comunicação entre os agentes– Motivações: (evento BDI) modela objetivos
Evento
Como os agentes tratam os evento?– Os eventos automáticos não necessitam ser tratados– Os eventos normais (ou internos) são tratado selecionando um plano ou
executando o plano– Os eventos BDI são tratados de maneira más complexa. Pode ser
necessário executar más de um plano para um mesmo evento
event EventType extends BDIGoalEvent{
// JACK Agent Language statements specifying// the goal's structure and how the goal is// posted within the agent
}
Plano
Uma seqüência de ações para tratar um evento Cada plano trata um evento
A definição de um plano inclui:– O tipo do evento que pode tratar– Os eventos que pode enviar– Os dados que lê ou modifica e os métodos que tem– O método de raciocínio que utiliza
O método de raciocínio de um plano é implementado como una máquina de estados finita
Definição de um Plano
plan PlanName extends Plan{
#handles event EventType event_ref#sends event MessageEventType reference;#uses data DataType reference;#modifies data DataType reference
// otros métodos del plan
body(){
//El cuerpo del plan}
}
Capacidade
Utilizada para estruturar o comportamento do agente em um conjunto de funcionalidades
Ex.: um agente tem a capacidade de limpar mesas e outro de pegar o lixo.
Objetivo: reutilizar o código e encapsular as funcionalidades (não se vê os planos)
– Se dois agentes têm as mesmas capacidades, o mesmo código pode ser utilizado nos dois agentes
Definição de uma capacidade
capability CapabilityType extends Capability [implements InterfaceName]{
// Creencias utilizadas por las capacidades#private data BeliefType belief_name (arg_list);#exports data BeliefType belief_name (arg_list);#imports data BeliefType belief_name ();// Planes, orden es importante#uses plan PlanType;// Eventos#handles event EventType;#posts event EventType reference;#sends event EventType reference;
// Subcapacidades#has capability CapabilityType reference;// otros datos y metodos
}
Grupo I/IV
É possível fazer a modelagem de grupos e subgrupos em Jack Os agentes do grupo executam para alcançar o mesmo objetivo Grupos podem delegar tarefas a subgrupos e subgrupos podem
desempenhar diferentes papéis em diferentes grupos Grupo:
– Define os papéis que podem ser desempenhados dentro do grupo– Define os papéis que podem desempenhar– O comportamento do grupo é definido pelos papéis e não pelos
subgrupos ou agentes no grupo– Especifica qual objetivo deverá ser alcançado por qual subgrupo ou
agente
Grupo II/IV
Papel:– Especifica o comportamento que tem que ser executado pela entidade
que desempenha o papel
Plano do grupo:– São executados sempre que um evento ocorre – Define como uma tarefa será executada em termos dos papéis do grupo
Dados do grupo:– Descreve as crenças que são conhecidas por todos do grupo
Grupo III/IV
team Company extends Team {#performs role CompanyRole;
// minimum of 3 PlatoonRole fillers required. No upper limit#requires role PlatoonRole platoons(3,0);
// exactly 1 Commander role filler required#requires role CommandRole command(1,1);
// 0 or more ScoutRole fillers required#requires role ScoutRole scout(0,0);:
}
role PlatoonRole extends Role {#handles event Movement m;#posts event Withdraw w;:
}
Grupo IV/IV
teamplan CompanyFormationMove extends TeamPlan {#requires role PlatoonRole platoons as left;#requires role PlatoonRole platoons as right;#requires role PlatoonRole platoons as depth;#requires role CommandRole command as hq;#reasoning methodestablish(){
// code to establish the task team for the task}body(){
// body of the plan to perform the task}
}
Avançado
Raciocínio:– Tem uma máquina de inferência genérica– O básico é a seleção de planos de acordo com os objetivos– É possível estender implementando plug-ins
Comunicação:– Uma mensagem é um objeto Java– Um mensagem é enviado de 1 agente para 1 agente (não existe
broadcast)– O protocolo que utiliza é UDP/IP
RETSINA
Reusable Environment for Task Structured Intelligent Network Agents
RETSINA
Foi criada em um laboratório de agentes de software da universidade Carnegie Mellon
Infra-estrutura que oferece um conjunto de tipos de agentes que podem ser adaptados para implementar soluções para domínios específicos
Define 3 tipos de arquiteturas– Arquitetura individual do agente– Arquitetura funcional– Arquitetura de infra-estructura
RETSINA
Está integrado ao ambiente de desenvolvimento Microsft Virtual Studio
Ferramenta gráfica que possibilita ao desenvolvedor receber mensagens dos agentes e enviar mensagens KGML para testar seus agentes
Ferramenta gráfica para verificar quais são os agentes em execução e quais são os serviços que oferecem
Requisitos para utilizar RETSINA
Ambiente aberto– Agentes podem entrar e sair
Ambiente dinâmico– A configuração topológica pode mudar– As capacidades do agente podem mudar– A localização do agente pode mudar
Ambiente incerto– O mesmo agente que respondeu a uma mensagem pode não responder
se exatamente a mesma mensagem for enviada novamente
Existe redundância de serviços
Quatro tipos básicos de agentes I/II
Agente de Interface– Interage com os usuários, recebe informação dos usuários e mostra
resultados– Podem ser implementados como parte do agente de tarefas– Podem representar um dispositivo (ex. PDA)
Agente de Tarefa– Ajuda o usuário a realizar tarefas– Sabem o que deve ser feito e como deve ser feito– Podem requisitar a ajuda de outros agentes
Quatro tipos básicos de agentes II/II
Agente de Informação– Proporciona acesso inteligente as coleções de informações heterogêneas– Fazem a interface entre o sistema e as fontes de dados– Podem implementar algoritmos de “mineração de dados”
Agente “Middle”– Agentes da infra-estrutura– Sabem encontrar onde está um determinado agente– Podem ajudar a juntar agentes que querem um serviço e agentes que
sabem executar o serviço
Encontrando um serviço
Arquitetura Funcional: os quatro tipos de agentes
Módulos de um agente
4 threads em paralelo
Módulo de comunicação e coordenação:– Recebe e envia mensagens
Módulo de planejamento:– Recebe como entrada um conjunto de objetivos e produz um plano que
satisfaça os objetivos Módulo de agenda:
– Agenda a execução dos planos Módulo de execução:
– Executa os planos de acordo com suas prioridades e restrições
Arquitetura individual do agente
Arquitetura de Infra-estrutura I/V
Arquitetura de Infra-estrutura II/V
Ambiente– Representa os computadores, o sistema operacional, a infra-estrutura de
rede, etc.– Devem ser totalmente transparentes para os agentes– Força o uso de linguagem de programação e de protocolos de
comunicação
Infra-estrutura de comunicação– Representam os canais de comunicação entre os agentes (camada de
transporte)– Pode utilizar diferentes protocolos de comunicação
Arquitetura de Infra-estrutura III/V
Infra-estrutura ACL– Especifica a linguagem utilizada pelos agentes para enviar mensagens.
Ex: FIPA ACL y KQML– Especifica as políticas de interação– A linguagem básica oferecida por Retsina é um subconjunto de KQML
ma outras linguagens podem ser oferecidas
Gerência de serviços– Faz a gerência das atividades dos agentes com o objetivo de otimização
e verificação de falhas– Gerência dos serviços de instalação de agentes, balanceamento de
carga, log, etc.
Arquitetura de Infra-estrutura IV/V
Medidas de rendimento– Identificar os agentes que não estão executando bem– Mede a reputação dos agentes– Pode ser utilizado para redistribuir as tarefas dos agente se verifica que
algum está sobrecarregado
Segurança– Objetivo: garantir que os agentes não executem de maneira que não
devem– Estabelece segurança na comunicação entre os agentes
• Garantir a privacidade das mensagens– Estabelece segurança da infra-estrutura
• Não podem acessar a dados da infra-estrutura (ex. não podem modificar os nomes, o conteúdo das mensagens que recebem)
Arquitetura de Infra-estrutura V/V
Mapeamento de nomes a locais de agentes– Serve para permitir a busca de um agente por seu nome– Faz o mapeamento do nome dos agentes ao local onde o agente está
executando
Mapeamento das capacidades dos agentes– Serve para permitir a busca de um agente pela sua capacidade– Páginas amarelas
Interação entre agentes– Possibilita que diferentes agentes implementados com diferentes
arquiteturas se comuniquem– Funciona como um intermediário entre o agente e a arquitetura
Aplicações desenvolvidas com RETSINA
Gerência de carteira de clientes Leilão para compra de vários livros de uma só vez Planejamento logístico em operações militares Gestão personalizada de informação n web
