Sistemas Multiagente e Organizações

1. Sistemas Multiagente e Organizações Patricia Tedesco

2. Maneiras de Projetar SMA Um pequeno parêntese

3. Um Sistema Multiagente Interação Organização Agentes Recurso Esfera de Influência Ambiente

4. Definindo SMA • Um SMA é um sistema que possui os seguintes elementos: • Um ambiente, E • Um conjunto de objetos O • Um conjunto de Agentes, A (AO) • Um conjunto de relações R, que liga objetos • Um conjunto de operações Op • Operadores que representam os resultados das operações em Op e as reações do ambiente a eles.

5. Trocando em miúdos... • Um Sistema Multiagentes ... • Consiste de uma coleção de componentes autônomos, com objetivos particulares • Que se interrelacionam • De acordo com uma Organização • Interagindo, negociando e coordenando esforços para resolver tarefas

6. Duas Formas de Projeto Organização Emergência de Propriedades Interação Restrições e Objetivos Agentes

7. Considerações no Projeto de SMA • Três Grandes Grupos... • Aspectos Fundamentais • Como podemos garantir compatibilidade de ações? • Aspectos Arquiteturais • Características a serem providas pela arquitetura • Aspectos Ambientais • Como é o ambiente onde funciona o SMA?

8. Estrutura • Padrão de Relações entre os agentes e sua distribuição de habilidades • Cobertura: as habilidades necessárias para resolver problemas devem ser possuídas por pelo menos um agente; • Conectividade: Agentes devem interagir de forma que suas habilidades possam ser integradas

9. Comunicação • Habilita os agentes a intercambiar informações. • Percepção • Ação • Modelada sobre a comunicação humana • Atos de Fala • Blackboard • Tem esforços de padronização!

10. Organização • Conjunto de Compromisso Globais, Crenças e intenções comuns aos agentes que querem atingir um objetivo comum. • Definem... • Um conjunto de diretrizes... • Uma política de interação. • Muitos exemplos! • O CIn • Sua Família

11. Negociação • Esforço para solução de conflitos e cooperação • Grupo de agentes “self-interested” que consegue chegar a uma decisão conjunta. • Envolve.. • Linguagem • Protocolo – ex. Contract Net • Processo de Decisão

12. Coordenação • Fundamental para o trabalho conjunto. • Um SMA pressupõe coordenação entre seus agentes! Porque... • Há dependências entre as ações • Nenhum indivíduo pode resolver o problema sozinho • Deve-se respeitar as restrições globais • Deve-se garantir a harmonia na execução conjunta de tarefas!

13. Coordenação... II • Então coordenação é... • O processo pelo qual um agente raciocina sobre suas ações locais e as de outros agentes para garantir que a comunidade funcione coerentemente. • Visa garantir que... • Todas as partes necessárias existam na sociedade. • Interação que possibilite a execução das atividades. • Que todos atuem consistentemente • Que tudo seja feito com dos recursos disponíveis

14. Coordenação... III • Para coordenar com sucesso é preciso... • Uma estrutura... • Flexibilidade nas interações • Comunicação! • Negociação! • Conhecimento e raciocínio • Para reconhecer interações potenciais entre planos de ação!

15. Então... O fundamental é... • Interagir!!! • Com quem? • Quando? • Qual o conteúdo? • Como? Que processos e recursos? • Por que? • Como estabelecer a compreensão mútua?

16. Organizando as Interações • Recordar é Viver...  • Organizações • Formas de Organizar • Algumas Arquiteturas Clássicas • Cenas dos Próximos Capítulos

17. Situações de Interação • Uma situação de Interação então é... Um conjunto de comportamentos que resulta do agrupamento de agentes que devem atuar no ambiente para atingir seus objetivos, e que dependem de recursos limitados.

18. Comparando Interações • Uma interação depende de... • Objetivos • Os agentes têm objetivos compatíveis? • Recursos Disponíveis • Quem pode acessar o que? • Habilidades de cada agente • O que cada um sabe fazer?

19. Tipos de Interação (I) • Independência • Objetivos Compatíveis • Cada agente tem recursos e habilidades Suficientes • Ex. Duas pessoas pegando o Ceasa/Casa Amarela • Colaboração Simples • Objetivos compatíveis e Recursos Suficientes • Habilidades Insuficientes • Ex. eu chamo Aline para fazer um bolo para o povo de Agentes Autônomos

20. Tipos de Interação (II) • Obstrução • Objetivos Compatíveis e Habilidades Suficientes • Recursos Insuficientes • Um corredor derruba outro na maratona • Situação de Comércio • Colaboração Coordenada • Objetivos Compatíveis • Recursos e Habilidades Insuficientes • Controle de Redes

21. Tipos de Interação (III) • Competição Individual • Objetivos Incompatíveis • Recursos e habilidades Suficientes • Maratona • Competição Coletiva • Objetivos Incompatíveis • Recursos Suficientes • Habilidades Insuficientes • pode causar a formação de Coalisões • Ex. Jogo de Futebol • Competição entre fornecedores

22. Tipos de Interação (IV) • Conflitos Individuais sobre Recursos • Objetivos incompatíveis e recursos insuficientes • Habilidades Suficientes • Ex. Dois agentes querendo o “prato de lasagna” • Conflitos Coletivos • Objetivos Incompatíveis • Recursos e Habilidades Insuficientes • Formação de Coalisões para se apossar dos recursos necessários. • Ex. quem já jogou “War”?

23. E a taldaOrganização?

24. Noção intuitiva de organização [Hubner 03] • No nosso dia-a-dia, temos vários exemplos de organização • Uma mesa de trabalho • Um formigueiro • Um time de futebol • Perguntas: • O que é organização • Quais os tipos de organização • Por que organizar?

25. Organizações de Agentes • Uma definição rápida... Uma organização consiste em um conjunto de restrições (regras de conduta) adotadas por um grupo de agentes para que possam atingir seus objetivos coletivos. • Daí... Temos sempre... • Os agentes (agentes Patricia, Zé, Carlos) • Os papéis (mediador, coordenador, participante) • Uma organização (o todo)

26. Umadefinição um poucomais Formal… • Fox [1980] define uma organização como um padrão descrevendo como os seus membros estão em relação e interagem para atingir um fim comum. • E… que tipos de padrões existem?

27. Modelos organizacionais [Baeijs 98] • Organização de membro único – é a mais simples das organizações • Grupo – permite uma coordenaçãocooperativa a fim de atingir um objetivo comum. Tomada de decisão coletiva. • Hierarquia simples – baseada na relação mestre/escravo • Hierarquia multinível – como o exército.

28. Modelos organizacionais [Baeijs 98] • Organização descentralizada – a idéia aqui é a de uma federação – cada nível representa um organização por si só. A coordenação central só funciona para determinar estratégias de longo prazo. • Mercado – baseada na relação produtores/consumidores. Ex: contract net protocol.

29. Por que organizar um SMA? • Para garantir a coerência do comportamento do grupo de agentes autônomos. Em outras palavras, precisamos limitar a autonomia! • Exemplo: todos nós somos autônomos, mas quando assumimos o papel de aluno ou de professor, já não podemos mais fazer certas coisas e podemos fazer outras. • Na sociedade humana a noção de papel é muito usada para representar direitos e obrigações.

30. O que é organização [Hubner 03] A organização de um SMA é um conjunto de restrições ao comportamento dos agentes a fim de conduzi-los a um objetivo comum. • Essas restrições podem ser explícitas ou não e os agentes podem ou não estar conscientes delas • No caso de se desejar explicitar a organização (observada ou institucionalizada), como descrevê-la? • Que noções utilizar (grupos, papéis, tarefas, missões, autoridade, …)? • Qual o significado dessas noções?  modelo organizacional

32. Organizações...do ponto de vista dos agentes • Cada agente pode ter uma visão subjetiva do todo, ou acesso a uma descrição institucional • Ex. O CIn • Descrição total só via Observador Externo • Ex. as formigas • Representação distribuída entre os agentes • Ex. Um grupo de amigos

33. Do Ponto de Vista do Projeto da Organização • Descrição Objetiva • Um organograma! • Organização Institucionalizada • Descrição Subjetiva • Formada pelo observador a partir da observação do sistema • Tudo isto... • Não exclui as visões locais de cada agente

34. Tipos de Organização [Hubner 03]

35. Tipos de Organização

36. Tipos de Organização

37. Tipos de Organização

38. Uma Classificação de agentes em relação às Organizações • Agentes que não Representam a Organização • Não há descrição da organização • Formigueiro • Agentes que não representam a organização institucionalizada • Agentes tem seu comportamento determinado/regulado pela organização • Organização é utilizada pelo projetista • Típico de casos RDP

39. Uma Primeira Classificação... II • Agentes que guardam a Representação da Organização • Agentes constroem um modelo a partir da interação – modelo parcial • E usam o dito para tirar melhor proveito da interação • Agentes que Representam a Organização e Tiram Proveito dela • Agentes conhecem a organização • Seu comportamento é influenciado por ela • A Organização ajuda os agentes a modelarem seus colegas

40. Estruturas e Organizações Concretas • Estrutura • Não varia, é o que caracteriza a organização no plano conceitual. • Organização Concreta • É uma instanciação de uma estrutura organizacional.

41. Como os Agentes se Organizam? • Cada agente precisa ter... • Representações e mecanismos de Inferência • Individuais • Sociais • Para que o agente possa raciocinar sobre coalisões, e estratégias • Organizacionais • Para que o agente conheça os modelos de organização • Como implementar as relações?

42. Organizações e o ... • Agente • Incorporação dos modelos de outros agentes • Incorporação de Regras de comportamento. • Tratamento de conflitos entre objetivos: • Individuais • Coletivos

43. Organizações e ... • As Interações • Evitam interações caóticas • Possibilitam o alcance dos objetivos • São baseadas na noção de dependência • Possibilitam coalisões

44. Sobre os Papéis... • Papéis: protótipos de funções a serem desempenhadas pelos agentes.A cada um são associadas: • Um conjunto de metas. • Um conjunto de processos. • Um conjunto de direitos (ou autoridades) • Um conjunto de restrições na execução dos processos. • Um conjunto de recursos necessários ao papel.

45. Modelos de Organizações • Modelos estáticos (top-down) - RDP • Agentes têm problemas a resolver a priori. Cooperação é preestabelecida. • Modelos dinâmicos(bottom-up) - SMA • Interações são estabelecidas dinamicamente. • Modelos Baseados em Utilidade • É bom para o agente participar? • Modelos Baseados em Complementaridade • Se não participar, não realiza a tarefa

46. Como estudar Organizações? • Funcionalmente • Descreve as funções do SMA em suas diferentes dimensões • Estruturalmente • Descreve parâmetros de hierarquia e suas relações • Via Parâmetros de concretização • Lida com a transição de estrutura para organização concreta.

47. Funções de uma Organização • Representacional • Compreende as funcionalidades presentes para modelar outras organizações e ambientes • Papel do Arquivista • Organizacional • Gerenciamento da organização, em especial as funções de coordenação e alocação de tarefas • Papéis de mediador, planejador, cliente, coordenador • Conativa • Como escolher e determinar as atividades da organização • Papel do decision-maker

48. Funções de uma Organização • Interativa • Gerencia a interação da organização com seu ambiente e com outras organizações • Papéis de observador, executivo e comunicador • Produtiva • Compreende as atividades básicas da organização • Preservativa • Como manter a organização em bom estado de funcionamento?

49. Dimensões de Uma Organização • Física • lida com implementação, arquitetura e recursos da Organização • Como isto é implementado na organização? • Social • lugar ocupado pela organização em outra de mais alto nível • Como responder às necessidades da organização superior?

50. Dimensões de Uma Organização • Relacional • preocupa-se com as interações • como, quando e porque a nossa organização interage com outras? • Ambiental • preocupa-se com a relação organização-ambiente • Como podemos interagir com o mundo? • Pessoal • Preocupa-se com as questões de auto-avaliação