Modelos/Arquitecturas de SMA

Em (Horling & Lesser, 2004) são descritos vários modelos de Sistemas Multi-Agente que serão identificados de seguida:

• Modelos hierárquicos

É um tipo de modelo bastante utilizado para a construção de sistemas multi-agente, onde os agentes são dispostos sob uma estrutura em árvore. Neste modelo, os agentes de nível superior têm controlo sobre os de nível inferior, e a comunicação existe apenas entre os agentes que têm uma relação directa, (Horling & Lesser, 2004).

As principais vantagens na utilização deste modelo são a possibilidade de mapear vários domínios comuns. Em termos de desvantagens, estas são ao nível da fragilidade inerente na estrutura de organização, que é normalmente propícia ao aparecimento de constrangimentos (bottlenecks), (Horling & Lesser, 2004).

• Modelos holónicos

Um modelo holónico é caracterizado por ser um sistema constituído por múltiplos sub-sistemas, que por sua vez são divididos em vários infra-sistemas. Um holon corresponde a cada elemento de um sistema holónico. Holon resulta da combinação da palavra grega Holos, que significa “todo”, com o sufixo on da língua inglesa, representando “parte”. Deste modo, holon passa a designar o todo e parte, implicando a existência de uma natureza recorrente. A forma de organização deste modelo é semelhante ao hierárquico, existindo as diferenças substanciais na forma de autonomia de um holon com os seus subordinados em relação às tarefas.

As vantagens principais são relacionadas com a possibilidade de exploração da autonomia das unidades funcionais. Quanto às desvantagens, estão associadas a aspectos de desempenho (devido à incapacidade para previsão devido à ausência de informação dos níveis superiores) e organização dos holons, (Horling & Lesser, 2004).

• Modelos de aliança

A origem deste modelo situa-se na teoria dos jogos, sendo que o ponto de intercepção é a existência de uma aliança enquanto que não é cumprido um objectivo comum. Cada agente da aliança tem a responsabilidade de cooperar e coordenar as actividades de modo que o objectivo seja cumprido.

A vantagem associada a este modelo é a possibilidade de exploração da força dos números, e a desvantagem está relacionada com um dos fundamentos do modelo – os benefícios de curto prazo podem não superar os custos de construção da organização, (Horling & Lesser, 2004).

• Modelos em equipa

Este modelo é semelhante ao anterior, na medida em que existe uma cooperação entre os agentes de forma a alcançar um objectivo comum. As grandes diferenças são que no presente modelo, a cooperação entre os agentes é permanente e não existem apenas pretensões individuais mas sempre de equipa.

Em termos de vantagens acarretadas pelo modelo: permite trabalhar com problemas de grande granularidade e é centrado nas tarefas. A desvantagem está relacionado com a necessidade de aumento da comunicação entre os agentes, (Horling & Lesser, 2004).

• Modelos de congregações

O modelo de congregações é semelhante ao de aliança e equipa, no entanto, a constituição em termos de elementos neste modelo passa pela inclusão de agentes com características semelhantes de forma a simplificar a comunicação mútua e o processo de cooperação. Estes agentes tentam maximizar a sua utilidade individual sendo esta necessidade o factor que conduz à procura de membros que potencialmente podem contribuir para atingir os seus objectivos (estimulo à congregação).

Este modelo tem como principal vantagem a possibilidade de descoberta de novos agentes, e como desvantagem o facto de os conjuntos serem excessivamente restritos, (Horling & Lesser, 2004).

• Modelos em sociedade

Este modelo é baseado numa sociedade criada por um conjunto de agentes, flexível devido à possibilidade de abandono ou inclusão de membros ao longo do tempo. Uma vez que os agentes possuem objectivos e capacidades distintas, a sociedade tem que ser capaz de cumprir um processo

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de estabelecimento de regras, normas e convenções de forma a fornecer um nível de consistência e comportamento necessário à coabitação.

As vantagens trazidas por este modelo referem-se à sua utilização em sociedade, e utilização de convenções bem definidas. Em termos de desvantagens, a complexidade necessária para cada agente, uma vez que poderão requerer capacidades adicionais relacionadas com sociedade, (Horling

& Lesser, 2004).

• Modelos em federação

Admitem um grupo de agentes que concedem alguma autonomia de modo a ser possível delegar num agente a representação da organização, chamado de facilitador, mediador ou intermediário. Os membros da federação interagem apenas com este mediador que é o responsável pela comunicação de pedidos, estados e descrições do grupo com o exterior – Agente Coordenador.

Este modelo tem como principal vantagem o facilitismo na alocação dinâmica de agentes. Em termos de desvantagens, de salientar que os intermediários podem causar constrangimento (bottlenecks), (Horling & Lesser, 2004).

• Modelos de mercado

Constituído por três tipos de agente distintos: Os compradores, os vendedores e os mediadores.

Os compradores fazem propostas para utilização de recursos, realização de tarefas e aquisição de serviços ou bens, enquanto os vendedores colocam um preço nas suas mercadorias. Os mediadores (que podem também ser vendedores) são responsáveis pelo leilão e apuramento do vencedor.

As vantagens do modelo referem-se à utilidade acrescida através da centralização e equidade aumentada através das licitações. As desvantagens principais são a potencialização para colusão/conflito, comportamentos maliciosos e a complexidade necessária para a decisão sobre a alocação, (Horling & Lesser, 2004).

• Modelos baseados em organização matricial

Recorre a uma estrutura onde um agente ou uma equipa de agentes são geridos por mais do que um Agente-Gestor. Baseia-se na forma como os humanos agem, pois estes sofrem influências de diversas entidades ao mesmo tempo (família, emprego, etc.), e é uma forma de os agentes partilharem capacidades entre si, sendo esperando que as várias influências acabem por gerar um benefício alargado.

Em termos de vantagens, o presente modelo permite que haja uma grande partilha de recursos.

As desvantagens referem-se à potencialidade para gerar conflitos e a necessidade elevada de sofisticação dos agentes constituintes, (Horling & Lesser, 2004).

• Modelos híbridos

Combinação dos vários modelos descritos, de forma a cumprir necessidades que incluam diversas formas de representação de um ambiente computacional.

A principal vantagem do modelo é a possibilidade de exploração de vários outros modelos. As desvantagens são a sofisticação ampliada e as desvantagens dos outros modelos utilizados, (Horling

& Lesser, 2004).

Na (Tabela 3-3) é apresentado um resumo das características, vantagens e desvantagens dos diferentes modelos apresentados nesta subsecção.

Tabela 3-3: Comparação de características de modelos SMA (Horling & Lesser, 2004) Modelo Característica

principal

Vantagens Desvantagens

Hierárquico Decomposição Mapeia vários domínios

comuns Frágeis; podem levar a Sociedade Sistema aberto Serviços públicos;

convenções bem definidas Potencialmente complexos, os agentes podem requerer capacidades adicionais relacionadas com sociedade Federação Agentes

intermédios Facilita a alocação dinâmica

de agentes Os intermediários podem

originar bottlenecks

múltiplos Partilha de recursos Potencial para conflitos;

necessária uma elevada sofisticação dos agentes Compostos Organizações

concorrentes Explora os benefícios de

vários modelos Sofisticação ampliada;

desvantagens de vários modelos

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