Desarrollo de Sistemas Multi-Agente con INGENIAS

Transcripción

1 Desarrollo de Sistemas Multi-Agente con INGENIAS Juan Pablo Soto Alarcos Research Group Escuela Superior de Informática Universidad de Castilla - La Mancha

2 INDICE Introducción INGENIAS Objetivo Principios Aspectos de un SMA Modelo de Organización Modelo de Agente Modelo de Objetivos y Tareas Modelo de Interacciones Modelo de entorno Proceso de Desarrollo Ejemplo usando el IDK Bibliografía 2

3 Introducción (1) Desarrollar SMA es complejo Aplicar soluciones de Ingeniería del Software Existen soluciones teóricas, metodológicas, tecnológicas, etc. Las metodologías permiten: Analizar el problema a resolver Justificar un análisis realizado Concretar un proceso de desarrollo Evaluar el proceso de desarrollo 3

4 Metodologías Existentes Orientación a objetos Kendall, MaSE, Styx, ODAC, MASB, Adelfe,... Análisis de roles Gaia, AAII,... Métodos Formales SMART, DESIRE, Concurrent METATEM Sistemas expertos MAS-CommonKADS, CoMoMAS AAII BDI (Instituto de Inteligencia Artificial Australiano) Integración: MESSAGE, INGENIAS

5 INGENIAS : Objetivo Proporcionar soluciones de ingeniería para desarrollar MAS Notación: Lenguaje visual para expresar el diseño de SMA y agentes Gramática & Semántica Se basa en MESSAGE Herramientas: Ingenias Development Kit (IDK) Generación de especificación Generación de código Generación de documentación 5

6 INGENIAS : Principios Agentes como paradigma de modelado Conceptos de más alto nivel que en objetos y más cercanos al dominio Implementación sobre distintos tipos de plataforma Contempla la evolución de la tecnología de agentes Adaptabilidad a nuevos lenguajes y estándares (p.ej. AUML) 6

7 INGENIAS : Aspectos de un SMA(1) 7

8 INGENIAS : Aspectos de un SMA(2) Modelo de organización Describe el marco en el que existen los agentes Modelo de agente Los agentes realizan tareas o persiguen objetivos Responsabilidades, control y estado mental del agente Modelo de objetivos y tareas Identificación de objetivos generales y descomposición en objetivos más concretos que se pueden asignar a agentes Similarmente con tareas Objetivos: motivación Tareas: actividad 8

9 INGENIAS : Aspectos de un SMA(3) Modelo de interacción Qué interacciones existen entre agentes/roles y cómo se producen Modelo de entorno Entidades y relaciones con el entorno del SMA, define los sensores y actuadores de los agentes y los recursos y aplicaciones con los que tienen que interaccionar (APIs, bases de datos, servicios Web) 9

10 INGENIAS : Modelo de Organización(1) La organización define una estructura donde van a existir los agentes, recursos, tareas y objetivos Estructura. Descomposición de la organización en: Grupos Flujos de trabajo Relaciones sociales Relaciones de poder (p.ej. subordinación) y cliente/servidor entre agentes Relaciones entre grupos Funcionalidad Propósito Tareas que debe realizar

11 INGENIAS : Modelo de Organización(2) 11

12 INGENIAS : Modelo de Agente(1) Funcionalidad del agente: Responsabilidades Qué tareas sabe ejecutar Qué objetivos se compromete a alcanzar Comportamiento: Control del agente Estado mental Agregación de entidades mentales: objetivos, creencias, compromisos, hechos Gestión de estado mental Creación, destrucción, modificación de las entidades del estado mental Mecanismo de decisión: procesador de estado mental Reglas, planificación, etc. 12

13 INGENIAS : Modelo de Agente(2) 13

14 INGENIAS : Modelo de Objetivos y Tareas (1) Qué consecuencias tiene la ejecución de tareas y por qué se deberían ejecutar Justifica la ejecución de tareas basándose en objetivos Que a su vez se van modificando tras su ejecución Objetivo: Situación deseada Conjunto de estados que el agente quiere lograr, mantener, o evitar Una función de utilidad que maximizar Responde a por qué? Tarea: Transiciones de estado Conduce a la consecución de objetivos Responde a cómo? 14

15 INGENIAS : Modelo de Objetivos y Tareas (2) Elementos de definición de tareas 15

16 INGENIAS : Modelo de Interacciones (1) Intercambio de conocimiento o peticiones (intencionalidad) entre agentes Define las interacciones entre los agentes o entre agentes y humanos Se definen a alto nivel, en diseño se detalla el protocolo de interacción Se puede usar el concepto de protocolo de interacción de Agent UML o los protocolos de Gaia 16

17 INGENIAS : Modelo de Interacciones (2) Qué actores participan en la interacción Definición de unidades de interacción Orden de las unidades de interacción Acciones ejecutadas en la interacción Definición del contexto de la interacción Modelo de control 17

18

19 INGENIAS : Modelo de Entorno (1) Define las entidades del entorno del SMA con las que vaya a interactuar Recursos Elementos consumibles o no consumibles: Descriptores de ficheros, hilos de ejecución, memoria, dispositivos de E/S, sockets, ancho de banda, etc. Aplicaciones Uso más complejo, por medio de alguna interfaz Se pueden ver como objetos o como agentes Agentes Satisfacen el principio de racionalidad 19

20 INGENIAS : Modelo de Entorno (2) Entorno para un asistente de ficheros en un PC: 20

21 Ejemplo usando el IDK (1) Ejemplo: Agente Usuario que debe simular el comportamiento de un usuario en una Comunidad de Práctica. Para generar los modelos usaremos el IDK que proporciona la metodología. IDK disponible en : 21

22 Ejemplo usando el IDK (2): Agent Model 22

23 Ejemplo usando el IDK (3): Task/Goal Model 23

24 Ejemplo usando el IDK (4): Interaction Model 24

25 Bibliografía Gomez-Sanz, J. J.: Modelado de Sistemas Multi- Agente.Tesis Doctoral, Facultad de Informática, UCM,