Agentes

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Agentes
Quartas à Tarde no DEI
3 de Maio de 2000

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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

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Introdução à Tecnologia dos Agentes

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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

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Introdução

• Autonomia
• 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

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Introdução

• Sistemas 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.

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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

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Agentes Inteligentes e a Internet

• Os agentes são entidades de software que
  assistem pessoas e agem em seu nome.
• ObjectivoTornar 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 ...

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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).

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Agente

• 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 Social
• Reactivo percebe o seu ambiente e responde
  rapidamente as alterações que nele ocorrem
• Pró-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

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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)

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Arquitectura Deliberativa
Arquitectura Deliberativa
Sentir
Modelar
Agir
Planear
Sensores
Actuadores
Ambiente
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Arquitectura Reactiva
Arquitectura Reactiva
Situação/Acção
Sensores
Actuadores
Ambiente
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Arquitectura Híbrida
Arquitectura Híbrida
Planeador Deliberativo
Sequenciador
Executor Reactivo
Actuadores
Sensores
Ambiente
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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.

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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

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A Tecnologia dos Agentes e uma sua aplicação à
Robótica Móvel

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Uma Aplicação

• Desenvolvimento de uma
• Arquitectura de Controlo
• Híbrida, Distribuída e Adaptável
• para um Robô Móvel

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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

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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.

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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

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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

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Estrutura Global do Robô Autónomo
Plataforma Móvel
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Arquitectura Híbrida e Distribuída
ARCoS
Camada Deliberativa
Camada Reactiva
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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

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Arquitectura de um Agente Reactivo
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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

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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