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Sistemas Multi-agente. Luis Moniz

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Academic year: 2021

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(1)

Sistemas

Multi-agente

Luis Moniz Aula 0

(2)

Objectivos

Assistentes pessoais

Animação

Jogos

Processamento e busca de informação

Gestão automática de redes

Aplicar  o  paradigma  dos  sistemas    

(3)

Introdução

Tópicos a abordar

o

Arquitecturas de agentes

o

Agências e comunidades

o

Comunicação, protocolos e linguagens

o

Organizações, estruturas e papéis

o

Cooperação, coordenação e planeamento

(4)

Um pouco de

história

1956: Dartmouth - Nascimento da IA como ramo da

ciência da computação

1987: Pengui: An Implementation of a Theory of Activity

1987: Intention, Plans and Practical Reasoning

1991: Intelligence without representation

1993: Spec of KQML Agent-Communication language

1996: Linguagem Telescript da General Magic

1996: Fundação da FIPA

(5)

...ainda mais

história

1ª Conferência de IAD (International Workshop on Distributed Artificial

Intelligence) nos EUA em 1980 (após uma reunião preparatória no MIT em

1979).

Na Europa, a Worshop MAAMAW realizou-se pela primeira vez em 1989,

e após o lançamento do tema num painel presidido por Helder Coelho na

Conferência Europeia de Inteligência Artificial, ECAI-88.

A primeira reunião internacional e bianual à escala mundial, a ICMAS,

realizou-se pela primeira vez em 1995 nos EUA.

A Workshop sobre Agent Theories, Architectures, and Languages (ATAL) é

lançada na Conferência Europeia de IA (ECAI) em 1994.

E, finalmente, a Conferência Internacional Agents (Autonomous Agents ou

AA), realizou-se de 1997 a 1999 nos EUA e em 2000 pela primeira vez na

Europa.

Em 2002, a ICMAS juntou-se à AA para lançar a conferência AAMAS (em

2002 em Bolonha, 2003 em Melbourne, 2004 em Nova Iorque,…, 2008 no

Estoril, …, 2015 em Istambul).

(6)

… linhas de

investigação

(7)

...e um Agente?

“Agente é aquele que opera”

“Tudo o que age”

“Aquele que é encarregue dos negócios

de outrem”

(8)

mais concreto

"

Software agents

are software components that

communicate with their peers by exchanging

messages in an expressive agent communication

language." (Genesereth e Ketchpel, 1994)

"An agent is anything that can be

viewed

as

perceiving its environment through sensors and

acting upon that environment through

effectors." (Russel e Norvig, 1995)

(9)

Ou por capacidades

"Intelligent agents continuously perform three

functions:

perception

of dynamic conditions in the

environment

;

actions

to effect the conditions in the

environment

and

reasoning

to interpret perceptions,

solve problems, draw inferences, and determine

(10)

estrutura básica

Mais uma propriedade

dos agentes: são

situados

‘An agent is a computer system that is

situated

in some

environment, and that is capable of

autonomous

action

in this environment in order to meet its

design objec-

tives

’. (Wooldridge 2002)

(11)

alternativamente

"An agent is the fundamental actor in a domain. It

combines one or more service capabilities into a

unified and integrated execution model which can

include access to external software, human users and

communication facilities." (a definição da FIPA)

"An agent is a computational system that inhabits a

complex, dynamic environment. An agent can sense,

and act on its environment, and it has a set of goals or

motivations that it tries to achieve through these

(12)

… e mais

"An agent is a program that a person or an

organization vests its authority, that can run

unattended for a long time and that can meet and

interact with other agents. The person or organization

is the agent´s authority." (White, 1994)

"Along with mobility, agents have the following

computational characteristics: autonomous;

asynchronous; local interaction; parallel execution and

object passing." (IBM Aglets White paper, 1997)

(13)

… ainda mais

"Most often, the term agent is used to refer to an entity

that functions continuously and autonomously in an

environment in which other processes take place and

other agents exist." (Shoham, 1994)

"In hope of demystifying the term, we enumerate a list

of characteristics that have been proposed as

desirable agent qualities: autonomous (goal-oriented,

collaborative, flexible); temporal continuity; character;

communicative; adaptive and mobile." (Etzioni, 1994)

(14)

Arquiteturas

Todas estas definições não nos dizem praticamente

nada da forma como os agentes vão ser.

Não ajudam muito a saber como os contruir.

Alternativamente os agentes podem ser

(15)

um Agente

Inteligente é…

Situado – existe num ambiente.

Autónomo – independente, sem controlo externo.

Reactivo – responde a mudanças que ocorram no

ambiente.

Pró-activo – tenta atingir os seus objectivos de uma forma

persistente.

Flexível – possuir múltiplas formas de atingir os objectivos.

Robusto – recupera a partir das suas falhas.

  Social

– interage com outros agentes.

Racional - não deve realizar acções absurdas.

(16)

Agentes vs

Objectos

•  Objectos são entidades computacionais que

encapsulam um estado, realizam acções e comunicam

por mensagens

•  Mas não têm

•  autonomia ou controle sobre o seu comportamento

•  pró-actividade, reactividade, sociabilidade

(17)

Sistemas Multi-agente

  Mais preocupações

o

Comunicação e Interacção

o

Protocolos, Linguagens e Ontologias

o

Comunidades/Agências

o

Estrutura e Papeis

o

Cooperação

o

Objectivos conjuntos e Planeamento

There's no such thing as a

(18)

Coisas mais

práticas

(19)

Como desenhar agentes?

o

Usar uma metodologia.

GAIA, PROMETHEUS,...

Como construir agentes?

o

Usar uma ferramenta de desenvolvimento

Como executar agentes?

o

Usar um ambiente de suporte à execução

Como fazer debug?

Como lançar em produção?

(20)

Desenvolvimento de agentes isolados

Acaba por não fazer muito sentido

Desenvolvimento e suporte a SMAs

Existem algumas...

...escolher como ?

(21)

Alternativas

•  [Software] Borah, Kallol (2005) A Software Agent platform for Ubiquitous computing. [Other]

•  [Software] David, Sislak and Michal, Pechoucek (2004) A-globe: multi-agent platform with inaccessibility and mobility support. [Other]

•  [Software] Astley, M. and Clausen, T.H. (2000) Actor Foundry. [Educational]

•  [Software] Horn, E. and Hauert, A. (1999) ADE. [Other]

•  [Software] Adventnet, (2003) AdventNet Agent Toolkit. [Other]

•  [Software] Agentbuilder, (2001) Agent Builder. [Other]

•  [Software] Collier, Rem and Ross, Robert and O'Hare, Gregory (2000) Agent Factory. [Other]

•  [Software] O'Hare, G. (2003) Agent Factory. [Educational]

•  [Software] Forte, (2004) Agent Newsreader. [Other]

•  [Software] Gray, B. (1997) Agent Tcl. [Educational]

•  [Software] Ishida, T. (1997) AgenTalk. [Educational]

•  [Software] Eriksson, J. (1999) AgentBase. [Other]

•  [Software] Laclavik, Michal (2005) AgentOWL - Agents with OWL ontology models using JADE agent system and Jena. [Other]

•  [Software] AgentSheets, (2002) AgentSheets. [Other]

•  [Software] Silva, A. and da Silve, M.M. and Delgado, J. (2000) AgentSpace. [Educational]

•  [Software] DeLoach, S.A. (2001) agentTool. [Educational]

•  [Software] AgentWare, (2001) AgentWare. [Other]

•  [Software] Munich University of Technology, (2005) Agilo. [Other]

•  [Software] IBM, (2002) Aglets. [Other]

•  [Software] KazTrix corporation, (2001) AI agent. [Other]

•  [Software] ISTC-CNR, and noze, and Gianguglielmo, C. and Giovanni, P. (2005) Akira. [Other]

•  [Software] Zapf, M. and Herrmann, K. (2004) Ametas. [Other]

•  [Software] Amzi!, (2003) Amzi! Prolog + Logic Server. [Other]

•  [Software] Dale, J. and Knottenbelt, J. (2004) April Agent Platform. [Other]

(22)

Alternativas

•  [Software] Busetta, P. and Kotagiri, R. (1998) BDIM agent toolkit. [Other]

•  [Software] Toshiba, (2002) Bee-Gent. [Other]

•  [Software] Botbox, (2004) Botbox. [Other]

•  [Software] BotQL, (2003) BotQL. [Other]

•  [Software] Sierhuis, Maarten (1992) Brahms. [Other]

•  [Software] Martin, P. and Gordon, R. and Pockney, M. (1999) Cable. [Other]

•  [Software] Comet Way, (2003) Comet Way Agent Kernel. [Other]

•  [Software] Cirad, (2004) Cormas. [Other]

•  [Software] Various, (2004) Cougaar. [Other]

•  [Software] Dartmouth college, (2002) D'agents. [Other]

•  [Software] Graham, J.R. and Decker, K. (2004) Decaf. [Other]

•  [Software] Dejima Inc., (2002) Dejima. [Other]

•  [Software] BT, (2004) Diet. [Other]

•  [Software] Emorphia, (2004) Emorphia. [Other]

•  [Software] Epiphany, (2004) Epiphany. [Other]

•  [Software] Ericsson, (2003) Erlang. [Other]

•  [Software] Omicron Group, (2003) Evo. [Other]

•  [Software] Nareyek, A. (2004) Excalibur. [Other]

•  [Software] Gandra de Sousa, P.A. (2001) Fabricare. [Other]

•  [Software] Emorphia, (2003) FIPA-OS. [Other]

•  [Software] Noriega, P. (2000) FishMarket. [Other]

•  [Software] IKV technologies AG, (2003) Grasshopper. [Other]

•  [Software] Technical University of Vienna, (2000) Gypsy. [Other]

•  [Software] CHI Software, (2003) iGen. [Other]

(23)

Alternativas

•  [Software] University of Iowa, (2004) Infospiders. [Other]

•  [Software] Universidad Complutense de Madrid, (2003) Ingenias. [Other]

•  [Software] Gomez-Sanz, Jorge and Pavon, Juan and Fuentes, Ruben (2002) INGENIAS Development Kit. [Other]

•  [Software] IIA Barcelona, (2004) Islander. [Other]

•  [Software] CoCo Software Engineering GmbH, (2000) J-seal 2. [Other]

•  [Software] The agent oriented software group, (2004) Jack. [Other]

•  [Software] Telecom Italia Lab, (2004) Jade. [Other]

•  [Software] University of Cincinnati, (1997) Jafmas. [Other]

•  [Software] Phelps, S. (2004) JASA. [Other]

•  [Software] Bordini, R. and Hübner, J.F. (2004) Jason. [Other]

•  [Software] Jeon, H. and Petrie, C. and Cutkosky, M.R. (1999) JATLite. [Other]

•  [Software] McKinlay, B. and Moreale, E. (1998) JatLiteBean. [Other]

•  [Software] Fujitsu, and Sun, and IBM, and Hewlett Packard, and Spawar, and InterX, and Institute of Human and Machine

Cogtnition, and Comtec, and Verizon, (2000) Java Agent Services API (JAS). [Other] •  [Software] HP Labs, (2004) Jena. [Other]

•  [Software] Friedman-Hill, E. (2004) Jess. [Other]

•  [Software] Technische Universität Berlin, (2003) Jiac. [Other]

•  [Software] Sun Microsystems, (2004) Jini. [Other]

•  [Software] Stanford University, (2002) Jtp. [Other]

•  [Software] Struve, D. (2003) Kaariboga. [Other]

•  [Software] University of Kahlsruhe, (1999) KAMEL and KOMET. [Other]

•  [Software] University of Florence, (2002) Klaim. [Other]

•  [Software] Cororation for National Research Initiatives, (1998) Knowbot. [Other]

•  [Software] Tilab, (2002) Leap. [Other]

(24)

Alternativas

•  [Software] Spenser, Clive (2005) LPA Agent Toolkit. [Educational]

•  [Software] Logic Programming Associates, (2005) LPA Agent Toolkit. [Other]

•  [Software] Carnegie Mellon University, and University of Southern California, (2004) MACHINETTA. [Other]

•  [Software] Gutknecht, O. (2003) Madkit. [Other]

•  [Software] Intelligence Science, (2003) MAGE. [Other]

•  [Software] Magenta Technology, (2004) Magenta multi-agent platform. [Other]

•  [Software] Gorodetsky, V. (2004) MASDK. [Other]

•  [Software] MAS Lab, (2005) MASS. [Other]

•  [Software] Jacomino, A. (2000) Massyve. [Other]

•  [Software] Iglesias, C.A. (1999) Mast. [Other]

•  [Software] Abdelkader, G. (2003) MIC* Framework. [Other]

•  [Software] Microsoft, (2004) Microsoft Agent. [Other]

•  [Software] Salzburg Research, (2005) MIDP Agents. [Other]

•  [Software] Campbell, A.T. (1998) Mobiware. [Other]

•  [Software] Ginot, V. (2000) Mobydic. [Other]

•  [Software] Beugnard, A. and Phan, D. (2001) Moduleco. [Other]

•  [Software] Mozart Consortium, (2003) Mozart. [Other]

•  [Software] Picco, G.P. (2000) Mucode. [Other]

•  [Software] Gulyás, L. and Kozsik, T. and Fazekas, S. (2000) Multi-Agent Modeling Language. [Other]

•  [Software] Wilkins, D. (1998) Multiagent Planning Architecture (MPA). [Other]

•  [Software] LogiLab, (2002) Narval. [Other]

•  [Software] SRI international, (2003) Open Agent Architecture. [Other]

•  [Software] Intelligent Automation Incorporated, (2004) OpenCybele. [Other]

•  [Software] Fujitsu Laboratories, (2000) Pathwalker. [Other]

(25)

Alternativas

•  [Software] Ishida, T. (2003) Q language. [Other]

•  [Software] Burse, J. (2000) Quicksilver. [Other]

•  [Software] University of Chicago, (2004) Repast. [Other]

•  [Software] Sycara, K. (2003) Retsina. [Other]

•  [Software] Hübner, J.F. and Sichman, J.S. (2001) Saci. [Other]

•  [Software] Wallis, S. (1997) SDML. [Other]

•  [Software] Roth, V. (2004) Semoa. [Other]

•  [Software] Klügl, F. (2004) Sesam. [Other]

•  [Software] Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia, and CNA SERVIZI Modena s.c.a.r.l, and Università degli Studi di Roma

"La Sapienza", and Rheinisch Westfaelische Technische Hochschule Aachen, and Thinking Networks AG, and IBM Italia SPA, and Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein, and Free University of Bozen - Bolzano, (2005) SEWASIE. [Other]

•  [Software] Heflin, J. (2001) Shoe. [Other]

•  [Software] Savannah Simulations, (2005) ShopSim. [Other]

•  [Software] Sloman, A. (1999) SimAgent. [Educational]

•  [Software] Savannah Simulations, (2005) SimWalk - the simulation software for pedestrian flows. [Other]

•  [Software] University of Michigan, (2004) Soar. [Other]

•  [Software] University of Bologna, (2003) Soma. [Other]

•  [Software] Meyer, A.P. (2005) Spyse. [Other]

•  [Software] Massachusetts Institute of Technology, (2002) Starlogo. [Other]

•  [Software] Victauri LLC, (2002) Stauri FAQtaur. [Other]

•  [Software] Langton, C. (2002) Swarm. [Other]

•  [Software] Balch, T. (2000) Teambots. [Other]

•  [Software] Helmhout, J.M. and Gazendam, H.W.M. and Jorna, R.J. and Roest, G.B. (2006) The Social Cognitive Actor: RBot.

[Educational]

•  [Software] Topia, (2000) Topia. [Other]

(26)

e Finalmente

•  [Software] Tryllian, (2005) Tryllian ADK. [Other]

•  [Software] Omicini, A. (2002) Tucson. [Other]

•  [Software] Recursion Software, (2003) Voyager. [Other]

•  [Software] MTA, SZTAKI (2005) WSDL2Agent. [Other]

•  [Software] Bruns, G. (2003) Xraptor. [Other]

•  [Software] Thompson, S. (2001) Zeus. [Other]

Telecom Italia Lab, (2004)

Jade

.

• 

Robusta / fiável

• 

Segue normas de especificação da plataforma

e dos agentes

• 

Continua com uma massa crítica de

desenvolvimento e utilização (ultima versão

4.3.3 de 11/12/2014)

(27)

Ideias Chave

  Especificação FIPA

Modelo de referência de uma plataforma

Serviços que devem ser disponibilizados

Protocolo de comunicação

  Plataforma JADE

Ambiente de desenvolvimento de sistemas

multi-agente de acordo com a especificação FIPA.

  Interoperável.

  Uniforme e exportável.

  Fácil de usar.

(28)
(29)
(30)

Ensino

Duas componentes:

o

Teórica: Exposição e discussão.

o

Teórico-Prática: Desenvolver agentes.

Os alunos devem desenvolver

(31)

Avaliação

Prova Escrita Individual (

45

%)

Trabalho (35%)

o

  Apresentação e discussão de um artigo

o

  Projecto prático

(32)

Estrutura das aulas

  Teóricas

o

Explorar os vários conceitos subjacentes aos SMAs:

Arquitecturas de agentes, protocolos de comunicação, modelos

de cooperação, colaboração e planeamento conjunto.

  Teórico-Práticas

o

Explorar ambientes, desenvolver agentes, construir agências/

comunidades abertas

o

Desenvolver aplicações

(33)

Requisitos

  Importante

o

JAVA

•  Adicional

o

JESS

o

PROLOG

o

Python

(34)

Referências

Coelho, H. –Teoria da Agência, Arquitectura e Cenografia,

Edição do Autor, 2008 (a aguardar publicação fora de

Portugal).

Russell, S. e Norvig, P. - Artificial Intelligence, a Modern

Approach, Prentice-Hall, 1995.

Bellefemine, F. L., Caire, G. e Greenwood, D. –

Developing Multi-Agent Systems with JADE, Wiley Series

in Agent Technology.

Referências

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