DESIGN PATTERNS FOR
DECENTRALISED
COORDINATION IN SELFORGANISING EMERGENT
SYSTEMS
Tom De Wolf e Tom Holvoet
Sumário
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Introdução
Padrão: Gradient Fields
Padrão: Market-based Control
Aplicação
Conclusão
Introdução
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Apresenta como mecanismos de coordenação
descentralizados podem ser descritos como
padrões de projeto
Apresenta como usar esses padrões para
coordenar agentes e alcançar o comportamento
global esperado
Trata-se de um resumo de um outro artigo
Padrão: Gradient Fields

Contexto:
 Coordenar
múltiplas entidades autônomas de maneira
descentralizada
 Movimentação
 Suportar
global coerente dos agentes
mudanças freqüentes no ambiente
Padrão: Gradient Fields

Solução:
 Informações
espaciais, contextuais e de coordenação
são propagadas pelo ambiente como campos
computacionais
 Agentes seguem o gradiente dos campos para
alcançar a tarefa de coordenação
 Sem
exploração explícita
Padrão: Gradient Fields
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Descrição conceitual
Padrão: Gradient Fields
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Características:
 Ciclo
de feedback
 Quando
um dado gradiente é modificado, agentes e outros
emissores de gradientes podem reagir a essa mudança
mudando suas informações
 Agentes
simples – Ambiente Complexo
 Abordagem gulosa
Padrão: Gradient Fields

Usos:
 Gestão
de tráfego urbano
 Controle de personagens autônomos em vídeogames
 Movimento de turismo em museus
 Agentes explorando a WEB
Padrão: Market-based Control

Contexto:
 Coordenar
multiplas entidades autonomas de forma
descentralizada a alcançar um objetivo global comum
 Compartilhar um conjunto de recursos escassos
Padrão: Market-based Control

Solução:
 Mercado
virtual aonde recursos são comprados e
vendidos usando uma moeda virtual
 O preço evolui de acordo com a dinâmica do mercado
e indica quando há alta ou baixa demanda
Padrão: Market-based Control
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Descrição conceitual:
Padrão: Market-based Control
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Características:
 Ciclo
de feedback
 Agentes possuem toda a responsabilidade
 Descentralização – Robustez – Auto-organizável
 Estabilização em um ponto de equilíbrio
 Princípio
de Pareto
Padrão: Market-based Control
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Usos:
 Controle
de fabricação
 Recursos
= Máquinas
 Distribuição
 Recursos
= energia
 Roteamento
 Recursos
 Controle
de energia
em redes
= banda
climático em construções
 Recursos
= ar frio
Aplicação
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Serviço de entrega de pacotes
 Clientes
enviam uma ordem para pegarem seus
pacotes e transportarem para uma dado destino ou
local de entrega
 Caminhões atendem as solicitações de transporte
Aplicação
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Requisitos:
 Ato
de despachar
 Novas
ordens surgem e são atribuídas a caminhões que
serão responsáveis pelo transporte
 Roteamento
 Caminhões
devem escolher suas rotas de forma a
atenderem a novos pedidos, pegando o pacote, enquanto
realiza as entregas já em sua posse
Aplicação
Aplicação
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Ato de despachar
 Clientes
compram espaços dentro do caminhão para
suas entregas
 Preço varia de acordo com várias informações
 Distância
entre o caminhão e o cliente
 Tempo de entrega e a distância a ser percorrida
Aplicação
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Roteamento
 Rotear
os caminhões pelas ruas
 Uso de diferentes tipos de gradientes
 Gradientes
de localização da entrega
 Gradientes de localização de pedidos
 Gradientes de comunicação do mercado

Pedidos e caminhões emitem gradientes e as mensagens para
negociação devem seguir esses gradientes
Conclusão
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Mecanismos de coordenação distribuídos podem
ser definidos como padrões de projeto
Mais trabalho em relação aos padrões abordados
 Artigo
exibe um enfoque conceitual