Cognitiva
A abordagem de especificac¸˜ao de conhecimento a ser apresentada na pr´oxima sec¸˜ao sustenta-se na id´eia de que o conhecimento de um dom´ınio pode ser estruturado em m ´ultiplos n´ıveis de abstrac¸˜ao. Nesta sec¸˜ao apresenta-se um modelo de cognic¸˜ao e os mecanismos necess´arios `a arquitetura de uma abordagem baseada em conhecimento que permite esta concepc¸˜ao, a partir de uma estruturac¸ ˜ao dos mecanismos sociais.
Em geral, o conhecimento a respeito de um dom´ınio pode ser estruturado em diferentes aspec- tos, pois para resolver um problema, o especialista utiliza diferentes aspectos da inteligˆencia. Esta modularizac¸˜ao do conhecimento encontra um referencial te´orico em um modelo de cognic¸˜ao gen´erico baseado nas func¸ ˜oes executivas do c´erebro (Barkley, 1997). O m´erito deste modelo ´e estabelecer quais s˜ao estes aspectos e a hierarquia subjacente.
As func¸ ˜oes executivas est˜ao associadas aos l´obulos frontais do c´erebro, considerados a ´ultima etapa da evoluc¸˜ao do sistema nervoso central, somente presente nos seres humanos (Goldberg, 2002). Dentre estas func¸ ˜oes est˜ao aquelas relativas `a intencionalidade, proposicionalidade e tomada de de-
cis˜oes complexas.
Segundo o modelo, considera-se que os aspectos fundamentais da inteligˆencia, que comp˜oem as func¸ ˜oes executivas, s˜ao, pela ordem hier´arquica:
• Planejamento: onde o agente, baseado em seu conjunto de modelos mentais do mundo, esta- belece suas prioridades, definindo suas metas no ambiente de atuac¸˜ao.
• Coordenac¸˜ao de Ac¸˜oes: uma vez estabelecida uma meta, o agente deve identificar a melhor seq¨uˆencia e coordenac¸ ˜ao de ac¸˜oes no sentido de atendˆe-la.
• Atividades Motoras: utilizac¸˜ao dos ´org˜aos sensoriais e motores com o objetivo de simultane- amente atualizar seu modelo interno do mundo e gerar ac¸˜oes no ambiente.
4.2. Estruturac¸ ˜ao de Conhecimento por interm´edio de Hierarquizac¸ ˜ao Cognitiva 79
As func¸ ˜oes executivas tˆem papel central na formac¸˜ao de metas e no estabelecimento das res- pectivas prioridades, al´em de criar planos de ac¸˜oes para alcanc¸ar tais metas. Al´em disso, selecionam as habilidades cognitivas requeridas para implementar os planos, coordenam estas habilidades, e as aplicam na ordem correta. Finalmente, estas func¸ ˜oes possuem tamb´em a responsabilidade de avaliar as ac¸˜oes, como sucessos ou fracassos, de acordo com as intenc¸ ˜oes do agente.
Entretanto, segundo este modelo de cognic¸˜ao, o m ´odulo de planejamento ´e inerente a socializac¸˜ao, ou seja, ele surge na medida em que o indiv´ıduo inicie interac¸ ˜oes com os demais membros de uma sociedade. Assim, este indiv´ıduo passa a ter um papel a desempenhar, de acordo com suas habilida- des. Entende-se que assim, todo o planejamento de ac¸˜oes individuais tem como origem a socializac¸˜ao do indiv´ıduo, na busca por atingir as metas desta sociedade cumprindo as func¸ ˜oes do papel que ele exerce dentro da mesma.
Inspirado no modelo proposto por Barkley (1997), prop˜oe-se um modelo ajustado `as necessida- des de um processo de aquisic¸˜ao de conhecimento, de forma a estruturar o conhecimento em m ´odulos diferenciados segundo o aspecto da inteligˆencia abordado. Este modelo ´e semelhante ao proposto por Bittencourt (1997) e sua implementac¸˜ao computacional, o agente autˆonomo concorrente (da Costa e Bittencourt, 1999b).1
De acordo com o modelo proposto, as interac¸ ˜oes sociais d˜ao-se a partir do reconhecimento, por parte do agente, dos objetivos do grupo no qual ele est´a inserido. Estes objetivos sociais s˜ao, ent˜ao, instanciados pelo m ´odulo de planejamento, de forma que o agente possa reconhecer aquilo que ´e de sua responsabilidade dentro do ambiente e dentro do planejamento estabelecido. Portanto, o planejamento do agente tem como ponto de partida a identificac¸˜ao do plano social de ac¸˜oes, e a partir disso, a correspondente definic¸˜ao de metas e prioridades internas. Outrossim, este modelo de cognic¸˜ao est´a de acordo com a teoria que afirma que a inteligˆencia tem relac¸˜ao direta com o contexto individual (Ferber, 1999).
A abordagem de especificac¸˜ao de conhecimento proposta adota uma divis˜ao gen´erica do co- nhecimento de acordo com os aspectos da inteligˆencia necess´arios `a soluc¸˜ao de um problema. Este modelo gen´erico de cognic¸˜ao ´e descrito na figura 4.1.
A modularidade do modelo ´e baseada na especificac¸˜ao formal do subconjunto de informac¸ ˜oes trocadas entre os m ´odulos. O sistema de planejamento define a meta atual do agente. O sistema de coordenac¸˜ao, por sua vez, define uma seq¨uˆencia de ac¸˜oes para alcanc¸ar a meta especificada. A forma como cada m ´odulo toma suas decis˜oes, seja baseado em informac¸ ˜oes provenientes diretamente do
Planejamento Ambiente Meta Agente Coordenação Seleção Ação
Figura 4.1: Modelo de Aquisic¸˜ao de Conhecimento Gen´erico
ambiente, filtradas pelos pr´oprios m ´odulos inferiores, ou por qualquer outro m ´odulo de uma arquite- tura espec´ıfica, ´e independente do modelo.
Entretanto, ´e necess´ario definir uma arquitetura gen´erica que suporte este modelo de cognic¸˜ao. Para isto, considera-se que cada m ´odulo, ou aspecto da inteligˆencia abordado, pode ser implementado por um ou mais SBC’s.
Estes SBC’s, entretanto, devem estar de acordo com uma ontologia de organizac¸ ˜ao, onde definem-se os mecanismos sociais do sistema, como a ontologia apresentada por Coutinho et al. (2005). Esta ontologia, define uma organizac¸ ˜ao por meio de conceitos como pap´eis, grupos, planos e
metas globais e normas a serem seguidas. Pela definic¸˜ao destes mecanismos, os agentes derivam seu
conhecimento segundo a coordenac¸˜ao e os objetivos do sistema.
Quanto sua arquitetura interna, um SBC pode ser implementado de duas formas. A primeira, considera um ´unico SBC, com uma ´unica base de fatos e um motor de inferˆencia, mas dividido em m ´ultiplas bases de regras, como descrito pela figura 4.2.
Este tipo de arquitetura ´e especialmente indicado quando h´a a necessidade de se refinar o conhecimento de um dos m ´odulos cognitivos da figura 4.1. Um exemplo ´e o m ´odulo de planejamento. Neste caso, uma abordagem seria a especificac¸˜ao de uma base de regras para o planejamento social e outra para o planejamento individual do agente. A primeira seria uma instˆancia do planejamento de ac¸˜oes estabelecido para o sistema multiagente. A segunda corresponderia ao planejamento individual de ac¸˜oes do agente segundo o seu papel no plano social.
4.2. Estruturac¸ ˜ao de Conhecimento por interm´edio de Hierarquizac¸ ˜ao Cognitiva 81 Base de Regras 1 Base de Regras 2 Base de Regras n SBC Ambiente Base de Fatos Motor de Inferência
Figura 4.2: Agente constitu´ıdo por um SBC com m´ultiplas bases de regras
A segunda forma de diminuir a complexidade do conhecimento de um sistema ´e dividi-lo em m ´ultiplos sistemas baseados em conhecimento, como descrito pela figura 4.3. Cada m ´odulo SBC na figura, pode ser formado segundo o modelo descrito na figura 4.2. A relac¸˜ao entre estes SBC’s ´e obtida pelo envio de resultados espec´ıficos dos processos de inferˆencia entre SBC’s adjacentes.
SBC 1
Ambiente
SBC 2SBC n
Figura 4.3: Sistema constitu´ıdo por m´ultiplos SBC’S
Eventualmente, o ´ultimo m ´odulo SBC da figura 4.3 pode ser substitu´ıdo por um sistema reativo, como uma rede neural, um controlador cl´assico ou nebuloso, ou um sistema de Brooks (Brooks, 1986)
para ac¸˜oes reativas.
De modo geral, este ´ultima arquitetura corresponde a uma arquitetura gen´erica cujo modelo da figura 4.1 ´e apenas uma instˆancia. De qualquer forma, cada m ´odulo da figura 4.1 pode ser constitu´ıdo ou por um SBC como o a figura 4.2 ou uma arquitetura como a da figura 4.3. A escolha depende do n´ıvel de complexidade do conhecimento a respeito do dom´ınio, dos tipos de m´etodos de resoluc¸˜ao de problemas e dos formalismos de representac¸ ˜ao de conhecimento adotados.