Migração de agentes em sistemas multi-agentes abertos

Abstract

A Inteligência Artificial Distribuída traz uma série de novas perspectivas para a computação quando considera sistemas heterogêneos, adaptativos, evolutivos, continuamente em funcionamento e abertos. Estes sistemas, chamados de sociedades, apresentam tais características por permitirem que seus componentes, chamados de agentes, migrem entre sociedades, isto é, agentes podem sair e entrar em sociedades. Sociedades abertas permitem a migração dos agentes e coloca dois tipos de problemas para o agente que está migrando: problemas de linguagem e interação, que concernem ao uso de expressões usadas e à maneira como as interações são organizadas na nova sociedade; e, problemas de conhecimento e atuação, que se referem à como um agente irá se comportar a fim de realizar justamente aquilo que a sociedade espera dele. Este trabalho se atem aos problemas de conhecimento e atuação. Para que os agentes da sociedade possam cooperar e coordenar suas ações, é necessário que tenham conhecimento das capacidades, habilidades, desejos e planos dos outros agentes. Grande parte do conhecimento a respeito dos outros pode ser extraído dos papéis que estes podem assumir na sociedade. Assim sendo, o problema colocado para este trabalho é como os agentes da sociedade que receberam o agente imigrante e o próprio agente imigrante conhecerão/aprenderão os papéis uns dos outros. São desenvolvidos três mecanismos de identificação de papéis, bem como a comparação entre eles e sua adequação a tipos de migração. Os três mecanismos são os seguintes: i) Identificação de papéis por protocolo de apresentação: é proposta uma linguagem de descrição de protocolos (LDP) e uma especificação de protocolo de apresentação nesta LDP. Os agentes que utilizam este mecanismo conseguem se identificar com rapidez, porém necessitam conhecer várias informações “locais” da sociedade, o que pode ser muito restritivo para um agente migrante. ii) Identificação de papéis por observação e classificação: esta solução procura classificar o agente observado em um papel de um conjunto prédefinido de papéis. Neste conjunto, os papéis são descritos por meio de processos de interação (PI). Para isto, desenvolveu-se a noção de PI. Para isto, desenvolveu-se a noção de PI. Foram desenvolvidas duas formas de proceder a classificação: construir uma especificação do agente a partir da observação das suas ações e verificar se esta pertence ao conjunto pré-definido de papéis; e, verificar se o comportamento do agente confere com as execuções possíveis para algum dos papéis pré-definidos. Este mecanismo é mais adequado para sociedades abertas e tem boa precisão no resultado apresentado, porém, a identificação do papel de um agente pode ser demorada. iii) Identificação de papéis por reconhecimento de intenções em planos: este mecanismo baseia-se na existência de uma relação entre intenções e papéis. A partir das ações observadas para o agente, procura-se saber qual seu plano, sua intenção e, conseqüentemente, seu papel. Para isto foi implementado um procedimento de indução de planos. Este mecanismo também é adequado para sociedades abertas, no entanto, a identificação, embora satisfatória, nem sempre é completamente correta. Estes três mecanismos foram testados em simulações numa implementação da sociedade Produtor - Consumidor, onde puderam ser comprovadas as características de cada um.

Distributed Artificial Intelligence brings a number of new perspectives to Computing Science when heterogeneous, adaptative and evolutive systems, those under functioning and open, are taken into consideration. These systems, named societies, present these characteristics because they allow their components, named agents, to migrate within societies, that is, agents are allowed to enter and to leave societies. Agents' migration brings two kinds of problems to the migrating agent: language and interaction problems both related to the use of used expressions and to the way the interactions are organized in the new society; and, knowledge and performance problems refering to the way the agent will behave in order to accomplish exactly what society expects him to do. This work is limited to knowledge and performance problems. In order to cooperate and coordinate their actions, the society's agents need to learn about the capabilities, abilities wishes and plans of other agents. A great part of knowledge of others can be extracted from the social roles these agents can play. Therefore, the problem posed in this work is how social agents who has received an immigrating agent and the immigrating agent himself will know and learn one another's roles. Three role identification mechanisms, and the comparison between them and their adaptation to migration types as well are developed. The three mechanisms are the following: i) Role Identification by means of presentation protocol:a language of protocol description (LPD) and a specification of presentation protocol in this LPD are proposed. The agents who use this mechanism can rapidly identify each other, however they need know a number of 'local' social information, which can be very restrictive to the migrating agent. ii) Role identification by means of observation and classification: this solution tries to classify the observed agent as a role out of set of definite roles. In this set, the roles are described by means of interactional processes (IP). Therefore, the notion of IP was developed. Two ways to proceed the role classification were developed: to build the agent's especification departing from the observation of their actions and to check whether this especification belongs to a set of pre-defined roles; and to check whether the agent's behavior fits the possible executions to some predefined roles. This mechanism is more adequate to open societies and has good precision in the result presented, but, the agent's role identification can last longer. iii) Role Identification by means of intention and plans recognition: this mechanism is based on the existence of a relationship between intentions and roles. By departing from the agent's observed actions, his plan, intention, consequently, his role is recognized. Therefore an induced plan procedure was implemented. This mechanism is also adequate to open societies, however, the identification, though satisfactory, is not always totally correct. These three mechanisms were tested in simulated situations in a kind of Producer- Consumer Society implementation in which each one's characteristics could be verified.