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Requisitos
¿Cuáles son los requisitos para diseñar un SMA?
•
acción individual: autonomía.
•
acción social: reconocimiento, comunicación,
interacción, descentralización.
Autonomía (1)
Diccionario de la RAE en línea (www.rae.es)
condición de quien, para ciertas cosas, no
depende de nadie.
tiempo máximo que puede funcionar un aparato
sin repostar.
autónomo sinónimo de independiente, que no
depende de otro, que trabaja por cuenta
propia.
Autonomía (2)
En el área de IAD&SMA, la autonomía concierne
los siguientes aspectos:
•
agentes de software: independencia de la
plataforma (agentes móviles).
•
agentes físicos: movilidad, autonomía
energética.
•
ambos tipos de agente: recursos o equipamiento
propios, capacidad para tomar decisiones.
Autonomía (3)
!5 Adquisición/colecta
de datos del medio ambiente/dominio del
problema
Análisis/revisión/comparación de datos adquiridos & Toma
de decisión/Selección de acción/Definición de un plan Ejecución de decisión/acción/plan con efectos en el ambiente o dominio del problema
Un agente autónomo tiene inmersos mecanismos propios para adquisición de datos, procesamiento y ejecución de
Autonomía (4)
!6
Colecta el texto escrito por el usuario en un
documento de un procesador de palabras
Subraya texto no reconocido como
correcto / Sustituye texto
El asistente de los procesadores de palabras es un agente puramente reactivo. La aplicación acepta la extensión de diccionarios o adición de reglas pero el
agente en sí no tiene memoria, ni es capaz de aprender de su experiencia. Compara palabras escritas con entradas de
su diccionario / Revisa concordancia de género y número entre sujeto/adjetivo/verbo.
Autonomía (5)
!7Percepción
- Datos “crudos” o filtrados de los sensores. - Informaciónexplícita recibida (del problema, del usuario). -Mensajes de otros agentes.
Decisión
a1 s1 ⇶ a2 a3 ... sn → an - Se identifican estados a partir de la información disponible. s1 → a1 s2 → a2 ... sn → an s1 → a11. s2 → a21, a22, ..., a2m ... sn → an1, an2Acción
- Se materializanacciones propias del agente, e.g. se cambia la posición del agente, se transmiten o registran datos/ alertas, se confirman transacciones. Memoria: información a priori, registros previos. Información Global
Interacción social (6)
!8Un SMA
se
compone
de una
multitud de
agentes
autónomos
Reconocimiento (1)
Un problema central en la constitución de una
colonia es el del reconocimiento, entre sí
mismos, de los miembros de un sma.
¿Cómo puede un agente reconocer a sus
semejantes?
Reconocimiento (2)
¿Cómo reconocen los animales a sus congéneres?
Los biólogos han observado cómo ciertos
animales, los gregarios, tienden a buscar a sus
semejantes y a permanecer cerca de ellos.
Esta tendencia o “apetencia social” no es motivada
por estímulos externos ni tampoco es un fenómeno
innato, sino que es aprendido gracias a un proceso
de impregnación
(imprinting).
Reconocimiento (3)
Los agentes autónomos deben disponer de los medios para reconocer a sus congéneres. Diversas soluciones:
•
No hay reconocimiento explícito, todo aquel con quien se interactúa es reconocido como un agente.•
Programación de mecanismos para inducir una impregnación artificial(Berthouze et Itakura 87).
•
Definición de un conjunto de caracteres que identifiquen a los miembros del SMA:• caracteres o códigos propios en un grupo de agentes homogéneos (Mataric 93).
• caracteres o códigos distinguibles de un grupo de agentes
heterogéneos.
Comunicación (1)
Los biólogos reconocen la comunicación como una
propiedad de la materia viva que ocurre a diversos
niveles: genético, metabólico, neurológico; así como
en la organización superior de los seres vivos.
Como todo grupo social, un SMA puede necesitar del
intercambio de información, e.g., para coordinar la
realización de actividades colectivas, o simplemente
para compartir información sobre el medio ambiente.
Comunicación (2)
En un SMA la comunicación es el resultado de la
transmisión y de la recepción de información, directa
o indirecta, entre dos o más agentes.
La comunicación directa es un acto puramente comunicativo, cuyo propósito es transmitir
información a un(os) agente(s) particular(es).
La comunicación indirecta está basada en la conducta observada de otros agentes y en sus efectos sobre el medio ambiente.
Comunicación (3)
Ambos tipos de comunicación son practicados por la
mayoría de especies sociales en la naturaleza, e.g. las
abejas transmiten señales en sus “danzas”, las hormigas
comunican a través de feromonas, etc. Ambos tipos son
practicados también por los SMA de cualquier enfoque.
El aspecto clave de la comunicación es que la
información transmitida tiene un sentido. La información
es transmitida por un agente que quiere comunicar y es
recibida por otro agente quien es capaz de interpretar la
información comunicada.
Interacción (1)
Las interacciones sociales son las relaciones entre los agentes de un SMA, o entre los agentes y su medio ambiente, que hacen que las acciones de unos tengan efecto o influencia sobre los otros. La interacción social puede expresarse gracias a la
comunicación:
•
interacción por medio del medio ambiente o comunicación indirecta.•
interacción por medio de comunicación directa. aunque también puede ocurrir sin comunicación:•
interacción por medio de la percepción local.Interacción (2)
Interacción por medio del medio ambiente. El medio ambiente
funciona como una memoria colectiva del SMA en donde los agentes “escriben” mensajes explícitos e indirectos. Los agentes pueden
acceder y modificar esta memoria. La interacción entre ellos se lleva a cabo cuando un receptor recupera la información y reacciona a ella
(“estigmergia”, stigmergy).
Interacción por medio de comunicación directa. La información es
enviada de manera explícita y directa, los participantes son, por lo
general, conocidos. Los agentes tienen los medios para enviar y recibir información directamente. Los mensajes enviados pueden ser simples, del tipo de información utilizada en el enfoque situado (e.g. bits,
vectores de caracteres) o mensajes compuestos del tipo de información utilizada en el enfoque deliberativo. La interacción se lleva a cabo
cuando un agente recibe un mensaje y reacciona a su significado.
Interacción (3)
Interacción por medio de la percepción local. Los agentes
reaccionan a ciertos aspectos del medio ambiente y de otros agentes que son capaces de reconocer. La interacción se lleva a cabo cuando un agente interpreta algún elemento
reconocido y de acuerdo a ello, modifica su comportamiento. En este tipo de interacción no hay intercambio de mensajes explícitos (directos o indirectos). Los agentes colectan
información externa localmente, información que ningún otro agente les dirigió.
Interacción (4)
La cooperación o coordinación y la sincronización son
formas conocidas de interacción social en un SMA, en diversos enfoques.
La cooperación o coordinación significan la disposición de recursos, esfuerzos, acciones para el logro de un objetivo
común.
La sincronización es cualquier forma de dependencia o
coincidencia de acciones o movimientos de dos o más agentes. En animación por computadora o en robótica suele incluso
hablarse de formas especializadas de interacción, e.g. coordinación espacial, coordinación espacio-temporal.
Descentralización (1)
Los SMA están naturalmente descentralizados lo cual significa que las acciones, esfuerzos o recursos para resolver un
problema o completar una tarea se encuentran distribuidos entre los agentes.
Diversas modalidades de control:
sistemas jerárquicos: uno o varios supervisores a cargo del
flujo de control.
sistemas heterárquicos: no hay supervisores
predeterminados, cualquier agente puede asumir la función de controlador o líder, de ser necesario.
Descentralización (2)
!20
Diversas modalidades de división de acciones:
sistemas especializados: los
agentes tienen distintas habilidades o funciones y se complementan para lograr un objetivo común.
sistemas redundantes: los agentes
tienen las mismas habilidades o
funciones y se sustituyen o relevan fácilmente para lograr un objetivo común.
Referencias
!21
Berthouze L., Itakura S. (1997) Possibility of self-recognizing
robots: from the perspective of research on nonhuman primates. Japanese Journal of Cognitive Studies 4(3), pp. 120-127.
Mataric M. (1993) Kin recognition, similarity, and group behavior. Proceedings of the 15th Annual Conference of the Cognitive Science Society, pp. 705-710. Lawrence Erlbaum Assoc.
