Comunicación entre agentes

Transcripción

1 Comunicación entre agentes Sistemas multiagente (MAS) Sistema formado por un conjunto de componentes (semi-)autónomos que poseen las siguientes características: Cada agente no tiene información completa ni la capacidad para resolver el problema. Tienen puntos de vista limitados. No hay un sistema de control global. Los datos están descentralizados. Computación asíncrona. 1

2 Problemática en MAS Descomposición del problema Comunicación entre agentes Coherencia en las actuaciones Representación del conocimiento de otros agentes Coordinación de acciones Gestionar el uso de recursos Evitar comportamientos globales no deseados Diseño de MAS: metodología y desarrollo Comunicación Comunicar (l. comunicare) 1. Hacer a otro partícipe de lo que uno tiene 2. Descubrir,manifestar, hacer saber a alguno una cosa 3. Conversar, tratar con alguno de palabra o por escrito 4. Consultar, conferir con otros un asunto, tomando su parecer 2

3 Comunicación entre agentes Basada en la teoría de los actos del habla ( speech acts ) Locución Ilocución Perlocución Performative : ilocución de una clase de expresiones. Ej: promise, report, tell, request, demand... Clasificación de las ilocuciones Asertivas (informar) Directivas (pedir y preguntar) Comisivas (prometer) Permisivas, prohibitivas y declarativas (causan eventos) Expresivas (emociones y evaluaciones) 3

4 Niveles en la comunicación Inferior: método de interconexión Medio: formato (sintaxis) de la información Superior: significado (semántica) de la información Mecanismo de transporte Los mensajes deben poder ser: Planificables o servidos por eventos Síncronos o asíncronos Direciones físicas o por rol Unicast / multicast / broadcast Implementaciones CORBA RMI DCOM 4

5 Lenguaje de comunicación Debe tener semántica bien definida Semántica formal Implementaciones KQML FIPA ACL Basada en XML Protocolos de comunicación Representan los patrones que modelan las posibles comunicaciones Los participantes en la conversación deben concer el protocolo Definido formalmente Implemetaciones FIPA ACL Pre- y post- condiciones (Labrou & Finin) 5

6 Ontologías Problemática Diferentes términos para un mismo concepto El mismo término para diferentes conceptos Diferentes sistemas de clases Ontología común para representar el conocimiento de distintos universos de discurso Implementaciones OIL Ontolingua KIF RDF / Esquemas XML / DTD FIPA ACL 6

7 Servicio de transporte (I) es capaz de enviar un mensaje, codificarlo para su transmisión como una secuencia de bytes. En el caso más habitual, el servicio es de confianza (los mensajes bien formados llegan a su destino) fiable (el mensaje se recibe tal y como se envía) ordenado Un agente tiene la opción de decidir si usa procesamiento síncrono o asíncrono Los parámetros del acto de envío de mensajes, como un plazo máximo si no hay respuesta, no se codifican en el nivel de mensaje, pero son parte del interfaz proporcionado por el servicio de envío de mensajes. Servicio de transporte (y II) El servicio de envío de mensajes detecta condiciones de error, como mensaje mal formado, no-enviable, agente no alcanzable, etc... Un agente tendrá un nombre tal que permita al servicio de envío de mensajes remitir el mensaje a la dirección correcta. El servicio de envío de mensajes debe ser capaz de determinar el mecanismo de transporte correcto (TCP/IP, SMTP, HTTP, etc...) y permitir cambios en la ubicación del agente si es necesario. 7

8 Objetivos de los actos de habla Completitud: cubrir un amplio rango de situaciones de comunicación Simplicidad: no sobredimensionar el diseño de agentes simples Concisión: minimizar la redundancia y la ambigüedad para facilitar a los agentes la elección del acto comunicativo que deben emplear Requerimiento 1: Los agentes deben enviar un mensaje not-understood si reciben un mensaje que no reconocen o cuyo contenido no son capaces de procesar. Un agente debe estar preparado para recibir y manejar adecuadamente un mensaje not-understood de otros agentes 8

9 Requerimiento 2: Un agente ACL puede escoger implementar cualquier subconjunto de tipos de mensajes y protocolos predefinidos. La implementación de estos mensajes debe ser correcta respecto a la definición semántica de los actos referenciados. Requerimiento 3: Un agente ACL que utilice actos comunicativos cuyos nombres están definidos en esta especificación, debe implementarlos correctamente de acuerdo a su definición. 9

10 Requerimiento 4: Los agentes pueden usar actos comunicativos con otros nombres, no definidos en el presente documento, y son responsables de asegurarse de que el agente receptor comprende el significado del acto. Sin embargo, los agentes no deben definir nuevos actos con un significado que coincida con alguno de los actos estándares predefinidos. Requerimiento 5: Un agente ACL debe ser capaz de generar mensajes sintácticamente bien formados en la forma de transporte que corresponde al mensaje que desea enviar. De la misma forma, debe ser capaz de traducir una secuencia de caracteres que esté bien formada en la sintaxis del mensaje correspondiente. 10

11 Modelo de comunicaciones Agente iniciador Agente receptor Cualquier agente puede desempeñar el rol de iniciador en un momento determinado Communicative Act Tipo query request inform suscribe... Emisor :sender Receptor :receiver Contenido :content Responder con :reply-with En respuesta a :in-reply-to Inf. transporte :envelope Lenguaje :language Ontología :ontology Protocolo :protocol Conversación :conversatiod-id Ejemplo de mensaje FIPA (request :sender an-agent :receiver df-agent :content (action an-agent (search (:df-agent-description (:services (:service-type ))))) :language SL0 :ontology fipa-agent-management :protocol FIPA-request ) 11

12 Tipos de mensaje Notunderstood Acceptproposal Disconfirm Reject-proposal Agree Faliure Propose Request Cancel Inform Query-if Request-when Cfp Inform-if Query-ref Requestwhenever Confirm Inform-ref Refuse Suscribe Protocolos FIPA-ACL Terminología: Protocolo: Patrón fijos de intercambios de mensajes Conversación: una instancia particular de uno de estos diálogos Los agentes deben conocer en todo momento qué protocolo se está utilizando 12

13 FIPA-query se emplea para solicitar a un agente que realice una acción de tipo inform dos tipos: query-if query-ref FIPA-request permite a un agente solicitar que otro agente realice una acción. El receptor debe realizarla o responder que no puede 13

14 FIPArequestwhen análogo a FIPArequest-when el receptor debe esperar a que se cumpla una precondición para responder FIPAcontractnet un agente desea que se realice una acción hay varios candidatos se desea minimizar una función que caracteriza la tarea (precio) 14

15 contract-net con varias rondas flujo general se inicia con una cfp cada parcitipante emite su oferta el iniciador puede aceptar una rechazarlas todas emitir un cfp revisada FIPA-iteratedcontract-net FIPAenglishauction método de subasta a la alza cuando se emite una oferta, el iniciador genera un cfp con el nuevo precio 15

16 método de subasta a la baja suele haber un precio mínimo por debajo del cual no se realiza la venta FIPAdutchauction FIPAbrokering intermediación entre agentes el broker envía la petición a un conjunto de agentes el broker proporciona las respuestas 16

17 FIPArecruiting análogo a FIPAbrokering el broker envía la petición a un conjunto de agentes los agentes son quienes envían la respuesta al iniciador FIPA-suscribe el iniciador solicita ser avisado cada vez que se cumpla la condición inidicada en el mensaje 17

18 FIPA-propose el emisor propone a los participantes la realización de una acción habitualmente, sigue la realización de la acción y la notificación del estado KQML 18

19 Generalidades Define la comunicación a cuatro niveles: transporte: cómo se envían y reciben mensajes lenguaje: qué significa cada mensaje política: cómo se estructuran las conversaciones arquitectura: cómo conectar los sistemas Es un lenguaje para comunicar actitudes sobre la información Es indiferente al formato de la información en sí misma Lenguaje KQML Nivel de contenido incorpora el contenido en la representación empleada por las aplicaciones es ignorado por KQML Nivel de comunicación codifica las características del mensaje para niveles inferiores (p.ej. emisor y receptor) Nivel de mensaje identifica el acto de habla adecuado incluye información para poder interpretar el mensaje (p.qj. lenguaje y ontología) 19

20 Modelo de comunicaciones Agente iniciador Agente receptor Cualquier agente puede desempeñar el rol de iniciador en un momento determinado Communicative Act Tipo query request inform suscribe... Emisor :sender Receptor :receiver Contenido :content Responder con :reply-with En respuesta a :in-reply-to Inf. transporte :envelope Lenguaje :language Ontología :ontology Protocolo :protocol Conversación :conversatiod-id Ejemplo de mensaje KQML (tell ) :sender agent1 :receiver agent2 :in-reply-to id1 :language KIF :ontology blocks-world :content (and (block A) (block B) (on A B)) 20

21 Parámetros (identificación) :sender <word> :receiver <word> Indican el emisor y el receptor reales del mensaje Parámetros (conversación) :reply-with <expression> :in-reply-to <expression> controlan el flujo de la comunicación :reply-with nil no se espera respuesta :reply-with t se requiere una respuesta :reply-with exp se requiere una respuesta debe contener :in-reply-to exp 21

22 Parámetros (mensaje) :content <expression> :language <word> :ontology <word> establecen las características del mensaje concreto content: objeto de la ejecutiva language: codificación del mensaje ontology: reglas de validez del mensaje Clasificación de las performatives información base de datos respuesta consultas básicas multirespuesta actuación generación habilidades notificación red servicio tell, deny, untell insert, delete, delete-one, delete-all error, sorry evaluate, reply, ask-if, ask-about, ask-one, ask-all, sorry stream-about, stream-all, eos, sorry achieve, unachieve standby, ready, next, rest, discard, generator advertise suscribe, monitor register, unregister, forward, broadcast, pipe, break, transport-address broker-one, broker-all, recommend-one, recommendall, recruit-one, recruit-all 22

23 P. información (básicas) tell deny untell (tell :sender agent1 :receiver agent2 :language KIF :ontology blocks-world :content (and (block A) (block B) (on A B)) ) P. bases de datos insert delete delete-one delete-all 23

24 P. respuestas error sorry P. consultas básicas evaluate reply ask-if ask-about ask-one ask-all sorry 24

25 P. multi-respuesta stream-about sorry stream-all eos (stream-all :sender AgentA :receiver AgentB :reply-with id1 :language Prolog :ontology Blocks-World :content on(x,y) ) P. actuación (básicas) achieve unachieve (achieve :sender AgentA :receiver AgentB :language KIF :ontology motors :reply-with q1 :content (= (val (torque motor1) (sim-time 5 )) (scalar 2 kgf)))) 25

26 P. generación standby ready next rest discard generator 1. > standby 2. ready < 3. >next 4. tell < 5. >next 6. tell < >discard P. def. habilidades advertise (advertise :sender Agent2 :receiver Agent1 :language KQML :ontology kqml-ontology :content (ask-all :sender Agent1 :receiver Agent2 :in-reply-to id1 :language Prolog :ontology Blocks-World :content (On X,Y)) )) 26

27 P. notificación suscribe monitor (suscribe :sender AgentA :receiver AgentB :reply-with s1 :language KQML :ontology :content K10 (stream-about :language KIF :ontology motors :content motor1)) P. red register (forward unregister forward broadcast pipe break transport-address :from Agent1 :to Agent2 :sender Agent1 :receiver Agent3 :language KQML :ontology kqml-ontology :content (tell :sender Agent1 :receiver Agent2 :language KIF :ontology Blocks-World :content (AND (Block A) (Block B) (On A B)))) 27

28 P. servicio broker-one broker-all recommend-one recommend-all recruit-one recruit-all KIF 28

29 Lenguajes de contenido Lenguaje natural Ambiguo Difícil de procesar para máquinas Implícito en procedimientos Difícil de entender y de procesar Declarado en un lenguaje formal Entendible, preciso Poco eficiente KIF KIF: Knowledge Interchange Format KIF no es un lenguaje para la interacción con personas la representación interna del conocimiento KIF es un lenguaje para el intercambio de conocimiento entre computadoras 29

30 Características de KIF Esenciales Semántica declarativa Completo Permite representar meta-conocimiento Optimizaciones Capacidad de ser traducido Legibilidad Usabilidad Representación del conocimiento KIF emplea una base de conocimiento (KB) Es un conjunto (no secuencia) finito de fórmulas Términos objetos del mundo Sentencias hechos sobre el mundo Reglas pasos de inferencia Definiciones declaraciones categóricas y axiomas 30

31 Términos variables símbolos de objeto símbolos de función símbolos de relación términos funcionales listas de términos (listof ) conjuntos de términos (setof ) anotaciones (quote ) términos lógicos (if (cond términos cuantificados (the (setofall (kappa (lambda Sentencias Constantes lógicas ecuaciones (= desigualdades (/= sentencias relacionales sentencias lógicas not and or => <= <=> sentencias cuantificadas (forall (exists 31

32 Reglas KIF permite la definición de reglas de inferencia hacia delante y hacia atrás (=>> (<<= cuando las premisas de una regla son sentencias se denominan prerrequisitos si las premisas son de la forma (consis φ) se denominan justificaciones. Definiciones Completas: expresión que define el comportamiento completamente objeto (defobject función (deffunction relación (defrelation Parciales: restringen el concepto sin proporcionar necesariamente una equivalencia completa conservativas son restricción 32

33 Referencias de interés Referencias Sistemas multiagente G. Weiss (ed.). Multiagent Systems. MIT Press FIPA KQML KIF logic.stanford.edu/kif Ontologías