Quartas à Tarde no DEI
3 de Maio de 2000
Agentes
Estrutura da Sessão
• Introdução à Tecnologia de Agentes
• A Tecnologia dos Agentes aplicada à
Robótica Móvel
• Possíveis
Aplicações
de
Sistemas
Baseados em Agentes
• Ferramentas
Desenvolvimento
de
Suporte
ao
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
Introdução
Autonomia
– “Os
computadores
obedientes” …
como
escravos
– 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
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.
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
impulsionadoras
inteligentes
a Internet foram as áreas
da tecnologia dos agentes
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).
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
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
Arquitectura Deliberativa
Sentir
Modelar
Planear
Sensores
Agir
Actuadores
Ambiente
Arquitectura Reactiva
Arquitectura Reactiva
Situação/Acção
Sensores
Actuadores
Ambiente
Arquitectura Híbrida
Arquitectura Híbrida
Planeador Deliberativo
“Sequenciador”
Executor Reactivo
Actuadores
Sensores
Ambiente
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 Controlo
Híbrida, 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
ARCoS
Planeadores
Base de
Conhecimento
Mediador
Navegador
Agentes RA1
Reactivos
RA2
RAn
Interface ARCoS/Plataforma Móvel
Plataforma
Móvel
Arquitectura Híbrida e
Distribuída
ARCoS
Planeadores
Planos Abstractos
Camada
Deliberativa
Navegador
Tarefas
Camada
Reactiva
Conselhos
RA1
Agentes
Reactivos
SA
RA2
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
Memória Associativa
PréProcessamento
Selector da Acção
Estratégia
Conhecimento Adquirido
Monitor
Conhecimento
Prévio
Controlo Difuso
Mecanismo
Inferência
Difuso
Integração
e
Coordenação
das
Propostas
dos RAs
S
a
í
d
a
M
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
objectivos
• controlo distribuído
• adaptável
• extensível
aos
seus