Agentes: Conceitos e Princípios

1. Agentes:Conceitos e Princípios Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

2. Inteligência Artificial • Inteligência Artificial (IA): como começou. • Ênfase da inteligência é baseada em um comportamento humano individual. • O foco de atenção volta-se à representação de conhecimento e métodos de inferência. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

3. Agentes - Histórico • Anos 80: a comunidade de IA, desencorajada pela falta de progresso após 30 anos, começou a explorar novas áreas onde sistemas de IA pudessem ter um domínio mais dinâmico. • IA evoluiu de resultados simbólicos em mundos artificiais para interações complexas com o mundo físico, através do conceito de agentes. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

4. Agentes - Histórico • Ao mesmo tempo, estava se formando a comunidade de agentes de software, explorando o desenvolvimento de partes de código menores e mais confiáveis, para se mover entre dois ambientes distintos • Terminologia surgida: • agentes inteligentes, interfaces inteligentes, interfaces adaptativas, knowbots, softbots, userbots, taskbots, personal agentes e network agentes Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

5. Categorias de Agentes Inteligentes Inteligent agens Hardware Agents (e.g. robot) Human Agents (e.g. travel agent) Software agents Information agents Cooperation agents Transaction agents

6. Agentes A idéia é o software passar a ser um assistente ao usuário. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

7. Inteligência Artificial Distribuída • Inteligência Artificial Distribuída (IAD): • Baseada em comportamento social • Ênfase é para cooperações, interações e para o fluxo de conhecimento entre unidades distintas • “Inteligência” cresce com o número de “entidades” inteligentes Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

8. Subáreas da IAD Distributed Artificial Inteligence Paralell AI Distributed Problem Solving Multi-Agent Systems

9. Agentes Orientação a Objetivos Deve ser capaz de lidar com tarefas complexas em alto nível. A decisão de como uma tarefa é melhor subdividida em tarefas menores, e em qual ordem e de que modo devem ser executadas, deve ser feita pelo próprio agente. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

10. Inteligência Artificial Distribuída • A inteligência artificial distribuída pode ser dividida em duas sub-áreas, nas quais os agentes tem um papel muito importante: • Resolução Distribuída de Problemas (RDP) • Sistemas Multi-Agentes (SMA) Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

11. Resolução Distribuída de Problemas • RDP: Os agentes são projetados especificamente para resolver aquele problema ou uma classe de problemas. • Os agentes cooperam uns com os outros, dividindo e compartilhando conhecimento sobre o problema e sobre o processo de obter uma solução. • Sob um ponto de vista externo, um sistema RDP é visto como uma unidade. O processo de coordenação das ações dos agentes é definido em tempo do projeto. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

12. Sistemas Multiagentes - SMA • SMA: Não para um problema específico, mas para um domínio específico. • Coordenar o comportamento inteligente de um conjunto de agentes autônomos, mais “antigos” do que o problema em particular • Raciocínio: Sobre ações e o processo de coordenação em si. • Arquiteturas mais flexíveis; organização do sistema sujeita à mudanças (adaptação às variações no ambiente e/ou no problema) Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

13. Agentes no Mundo Real • Não há uma definição unificada e universal para "agente”. • uma pessoa autorizada a agir em nome de outra. • uma pessoa que gerencia uma agência, pode ser chamado de um agente. • um representante de uma agência de viagens. • uma substância que causa reação química. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

14. Agentes de Software • Programa de software que auxilia o usuário na realização de alguma tarefa ou atividade. • Entidade inteligente e autônoma. • Programa que funciona em background, e desenvolve tarefas autônomas conforme delegadas pelo usuário. • Programas que travam diálogos, negociam e coordenam transferência de informações. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

15. Agentes de Software • Agente é uma entidade cognitiva, ativa e autônoma, ou seja, que possui um sistema interno de tomada de decisões, que age sobre um mundo e sobre os outros agentes que o rodeiam e, por fim, que é capaz de funcionar sem necessitar de algo ou de alguém para o guiar (tem mecanismos próprios de percepção do exterior). Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

16. Agentes de Software Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

17. Agentes • Não tem consenso sobre uma definição formal de agente tal que englobe todo o espectro possível. • Algumas características esperadas foram estabelecidas. • A analogia feita com agentes no mundo real nos leva a conceituar um agente como uma entidade ativa, sempre ao lado do usuário e que possui conhecimento especifico sobre um determinado domínio de aplicação. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

18. Agentes Inteligentes • Devem ter bases de conhecimento. • Devem ter mecanismos de raciocínio. • Devem ser capazes de reconhecer situação em que devam se ativar, sem que o usuário perceba, ou seja, de forma transparente ao usuário. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

19. Características de Agentes Inteligentes Environment Agente Communication Autonomy Learning Mobility Cooperation Character Proactivity Reactivity Coordination Goal-oriented

20. Reatividade • Um agente deve ser capaz de reagir apropriadamente a influências ou informação de seu ambiente. Este ambiente pode consistir de outros agentes, usuários humanos, fontes de informação externas ou objetos físicos.

21. Reatividade • Reatividade forma um dos requisitos fundamentais para um agente inteligente e deve ser suportada para algum grau por todos os agentes. • Esses agentes são chamados agentes reativos.

22. Agentes - Propriedades  Reatividade Agentes percebem seus ambientes (o mundo físico, um usuário via uma interface gráfica, uma coleção de agentes, a Internet, ou talvez todos esses combinados), e respondem numa maneira oportuna à mudanças que ocorrem nele. Os agentes percebem e reagem às mudanças no seu ambiente; eles respondem às alterações do ambiente. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

23. Reatividade • O agente deve ter sensores e possuir seu próprio modelo interno de seu ambiente (do qual ele pode tirar conclusões por ele próprio) no sentido de ser capaz a reagir a mudanças no ambiente. • Esse são os chamados agentes deliberativos

24. Agentes Reativos Um agente reativo comporta-se num modo estímulo-resposta, isto é, ele não tem memória da ação realizada no passado nem qualquer previsão da ação a ser tomada no futuro. Sociedades de agentes reativos têm usualmente um grande número de membros. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

25. Proatividade • É um nível acima da reatividade. • Um agente inteligente não apenas reage a mudanças de seu ambiente, porém ele próprio tem iniciativa sob circunstâncias específicas. • Este é chamado comportamento proativo.

26. Orientado à Meta • As metas formam o escopo de processamento potencial do agente, porque elas representam as alternativas de processamento disponíveis em um instante de tempo específico. • É um dos fatores que constitui o estado mental dos agentes deliberativos.

27. Orientado à Meta • A característica de orientação à meta está proximamente relacionada à de proatividade. • A capacidade do próprio agente tomar iniciativa requer que o agente tenha metas bem-definidas ou mesmo um sistema de metas complexo.

28. Orientado à Meta • Somente assim, faz sentido para um agente influenciar seu ambiente e assim alcançar suas próprias metas.

29. Raciocínio e Aprendizado • Todo agente deve ter um certo grau mínimo de inteligência, no sentido de ser projetado como sendo um agente. • Contudo, uma variação muito ampla, quanto ao grau de inteligência pode ser considerada, desde agentes simples com inteligência limitada, até agentes que formam sistemas altamente inteligentes.

30. Raciocínio e Aprendizado • A inteligência de um agente é formado de três principais componentes: sua base de conhecimento interna, a capacidade de raciocínio baseada sobre o conteúdo da base de conhecimento e a habilidade do agente para aprender ou adaptar-se a mudanças de seu ambiente (comportamento adaptativo).

31. Aprendizagem Agentes precisam ser autônomos e demonstrarem raciocínio. Para manter estas capacidades, o agente precisa ter alguns mecanismos para avaliar o estado atual de seu domínio externo e incorporar isto em suas "decisões" sobre futuras ações. Eles examinam o "sucesso" de ações prévias e adaptam suas ações para melhorar a probabilidade de atingir prosperamente suas metas. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

32. Aprendizagem Um agente é capaz de aprender quando possui a capacidade de acumular conhecimento baseado em experiência passada, e conseqüentemente modificar seu comportamento em resposta à novas situações. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

33. Autonomia Autonomia é a capacidade do agente de perseguir suas metas, independentemente de seu usuário, isto é, sem interações ou comandos do seu ambiente. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

34. Autonomia Autonomia é a capacidade de tomar ações conduzindo para o término de algumas tarefas ou objetivos, sem a interferência do usuário final. Autonomia é a habilidade de exercer controle sobre suas próprias ações. Agentes exercem controle exclusivo sobre seus estados e comportamentos internos. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

35. Agentes Autônomos Agentes autônomos são sistemas capazes de apresentarem autonomia, propondo-se a agir no mundo real. Um agente autônomo é um sistema situado dentro e em uma parte de um ambiente que sente o ambiente e age sobre ele, através do tempo, em perseguição de sua própria agenda e para efetuar o que ele sente no futuro. Computação Distribuída João Bosco Mangueira Sobral

36. Mobilidade Capacidade de transportar-se numa rede de uma máquina para outra; Habilidade para movimentar-se pela rede eletrônica; Habilidade para mover-se de uma localização para outra, enquanto preservam seu estado interno. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

37. Continuidade Temporal Os agentes executam continuamente processos que tanto podem estar ativos, em foreground, quanto adormecidos, em background. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

38. Comunicação Capacidade de trocar informações com outras entidades (agentes, humanos, objetos, ambiente) Agentes comunicam-se com outros agentes. Eles devem acessar informações sobre o estado atual do ambiente externo, via os repositórios dessa informação, que podem ser outros agentes (pedido/levantamento com um simples e conciso conjunto de respostas possíveis ou comunicação complexa com respostas variáveis) Computação Distribuída João Bosco Mangueira Sobral

39. Comunicação Eles devem acessar informações sobre o estado atual do ambiente externo, via os repositórios dessa informação, que podem ser outros agentes (pedido/levantamento com um simples e conciso conjunto de respostas possíveis ou comunicação complexa com respostas variáveis)

40. Adaptabilidade Um agente deve ser capaz de ajustar-se às preferências de seus usuários. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

41. Colaboração Não deve aceitar instruções sem considerações, mas deve prever erros, omissão de informações importantes e/ou informações ambíguas, e no caso, fazer perguntas ao usuário. Deve ser permitido a um agente recusar executar certas tarefas. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

42. Áreas de Influência Decision Theory Network communication Autonomy Learning capability Mobility Artificial inteligence CHARACTERISTICS Proactivity communication Reactivity cooperation character Distributed Artificial inteligence Psichology

43. Agentes - Propriedades  Sociabilidade Interação com outros agentes (e possivelmente humanos) através de algum tipo de linguagem para comunicação de agente. Veracidade Suposição de que um agente não comunicará informações falsas. O usuário deve ser altamente confiante de que seu agente atuará e relatará verdadeiramente, e atuará para o próprio bem do usuário. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

44. Agentes - Propriedades  Benevolência Suposição de que um agente não terá objetivos conflitantes, e que agente sempre tentarão fazer o que lhes foi pedido.  Racionalidade Suposição de que um agente atuará para atingir seus objetivos, e não atuará de modo que impeça que seu objetivo seja alcançado. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

45. Noção fraca e forte de Agente • Estas propriedades estão agrupadas em torno de duas noções, identificada como fraca e forte. • Noção fraca de Agente • Autonomia • Habilidade Social • Reatividade • Iniciativa • Continuidade Temporal • Orientação à Metas Computação Distribuída João Bosco Mangueira Sobral

46. Nocão forte de Agente • "Agentes Inteligentes" são objetos de pesquisa nos campos da psicologia, sociologia e ciência da computação. • Alguns consideram que o termo agente possui um significado mais específico e forte e devem ser implementados usando conceitos que são aplicados mais normalmente aos humanos. • Noção forte de agente: • Mobilidade • Benevolência • Racionalidade • Adaptabilidade • Colaboração Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

47. Agentes - Classificação • A classificação apresentada tenta oferecer uma noção das propriedades básicas que um agente deve ter para ser considerado como tal. • Para poder dizer que um agente é de tal forma, ele precisa atender algumas dessas características. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

48. Utilização de Agentes • Os agentes tem sido muito usados nas últimas décadas em muitas áreas de aplicações, como Interface Gráfica (Win95 Wizards), Aplicações como Assistente Ortográfico do Word), Sistemas Especialistas. • O uso de agentes móveis é novo. Os candidatos são por exemplo: agentes de viagem (General Magic Corporation's Telescript agentes) e agentes de colaboração comercial (Crystaliz, Inc.'s MuBot agentes). • Na literatura existem linguagens para criação de agentes móveis: Java da Sun; Telescript da General Magic; Safe-Tcl da Sun e Object Rexx da IBM. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

49. Coordenação de Agentes Coordenação é o ato de gerenciar interdependências entre atividades dos agentes. Pode ser dividida três partes: especificação (criação de objetivos compartilhados), planejamento (expressando conjunto de tarefas ou estratégias para acompanhamento dos objetivos) e seqüenciamento (distribuindo tarefas, criando planos e seqüências compartilhadas, alocando recursos, ...). Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral

50. Agentes Aprendizes / Adaptativos Um agente-aprendiz observa as ações do usuário em background, encontra padrões repetitivos e automatiza-os. Agentes-aprendizes são, em particular, aplicáveis quando o domínio da aplicação contém comportamento repetitivo significante. Computação Distribuída e Mobilidade João Bosco Mangueira Sobral