Inteligência Artificial Distribuída

1. Inteligência Artificial Distribuída Disciplina: Inteligência Artificial Professor: Inês de Castro Dutra Aluno: Isaac Veloso Nogueira

2. Tópicos • Introdução • Inteligência Artificial Distribuída (DAI) • Sistemas Multi-Agentes (MAS) • Resolução Distribuída de Problemas (DPS) • Aplicações e trabalhos relacionados • Referências

3. Introdução

4. Inteligência Artificial Distribuída • Inteligência Artificial Distribuída (DAI) é uma subárea da IA • Inteligência Artificial Distribuída é o estudo, construção e aplicação de sistemas multi-agentes, isto é, sistemas em que vários agentes inteligentes e interativos perseguem algum conjunto de objetivos ou executam algum conjunto de tarefas. • IA distribuída preocupa-se com resolução de problemas em que agentesresolvem sub-tarefas

5. Inteligência Artificial Distribuída • algumas motivações: • popularização das redes de computadores • o problema a ser resolvido pode ser inerentemente distribuído • as informações envolvidas podem estar distribuídas em grandes e complexas bases de dados

6. Inteligência Artificial Distribuída • característica importante: não há controle central • o controle é distribuído • a base de conhecimento/informação também pode estar geograficamente distribuída

7. Agente x Objeto • autonomia • possibilidade de tomar decisões e executar ações de forma espontânea • agentes podem dizer: NÃO ! • inteligência • possibilidade de otimizar seu desempenho • comportamento flexível (pró-ativo, reativo e social) • interatividade • possibilidade de interagir com outros agentes e com o homem • cooperação ou competição

8. Sistemas Multi-Agentes • MAS é uma subárea da DAI que se preocupa com o comportamento de um conjunto de agentes autônomos que objetivam resolver um dado problema • vários agentes interagindo uns com os outros • agentes se interagem através da comunicação • cada agente pode influenciar diferentes partes do ambiente

9. Sistemas Multi-Agentes • foco central: • agentes (devem cooperar e trocar conhecimento a fim de obter uma solução para o problema a ser resolvido) • características principais: • cada agente possui apenas informações parciais e especialidades limitadas para resolver o problema • o controle do sistema é distribuído – não há um controle global • os dados situam-se descentralizados • a computação é assíncrona

10. Sistemas Multi-Agentes • subáreas: • teoria dos agentes • arquitetura dos agentes • linguagem de agentes • algumas motivações: • resolução de problemas muito grandes para agentes centralizados • interação e intercomunicação de múltiplos sistemas • resolução de problemas naturalmente relativos a sociedade de agentes • resolução de problemas em que as informações estão distribuídas • resolução de problemas em que as especialidades estão distribuídas

11. Resolução Distribuída de Problemas • DPS é uma subárea da DAI que se preocupa em como uma tarefa (resolver um dado problema) pode ser dividida entre módulos que cooperam entre si (dividindo e compartilhando conhecimento sobre o problema e sua respectiva solução) • agentes agrupados com o propósito de trabalhar em conjunto • agentes resolvem problemas que requerem um esforço coletivo • paralelização de tarefas ? Não apenas...

12. Resolução Distribuída de Problemas • foco central: • problema a ser resolvido • propriedades importantes: • coerência e competência

13. Resolução Distribuída de Problemas • motivações: • o uso concorrente de recursos distribuídos permite uma maior rapidez na resolução do problema graças ao paralelismo • algumas especialidades ou habilidades na resolução de problemas podem ter características inerentes de distribuição • a base de conhecimento/informação pode estar distribuída

14. Agentes Móveis • agentes móveis são agentes capazes de se transportar dentro de uma rede de computadores e continuar suas execuções em um computador remoto • um agente móvel consiste de: • código do programa + estado interno + outros atributos

15. Agentes Móveis • a abordagem de programação remota a procedimento (RPC) é substituída pela programação remota (RP)

16. Agentes Móveis • podem ser visto com uma extensão dos métodos de despacho remoto de programas script ou submissão remota de batch jobs • características principais: • agentes móveis percorrem a rede de host a host a fim de cumprir tarefas • interação assíncrona • redução no tráfego da rede • facilita a comunicação de aplicações que envolvem dados distribuídos

17. Aplicações e trabalhos relacionados • Resolução Distribuída de Problemas + geração de planos • Distributed Problem Solving and Planning • E. Durfee • University of Michigan - USA • descreve conceitos e algoritmos que compreendem os fundamentos da resolução distribuída de problemas e geração distribuída de planos • faz uso das técnicas de busca tradicionais da IA • motivação: a geração de plano distribuído (e, algumas vezes, sua execução) pode ser entendida como uma tarefa relacionada à resolução distribuída de problema

18. Aplicações e trabalhos relacionados • Resolução Distribuída de Problemas + heurística • Distributed Constrained Heuristic Search • K. Sycara, S. Roth, N. Sadeh, M. Fox • Carnegie Mellon University - USA • arquitetura para resolver problemas distribuídos de busca • faz uso de técnicas de heurística e satisfação de restrições • agentes inteligentes para busca de informações

19. Aplicações e trabalhos relacionados • Agentes Móveis + information retrieval • Distributed Knowledge Networks • V. Honavar, L. Miller, J. Wong • Iowa State University - USA • o sistema consiste de ferramentas orientadas a objeto para o rápido projeto e prototipação de sistemas multi-agentes para diferentes aplicações • motivação: possibilidade de agrupar dados originados de grandes bases de dados distribuídas • componentes do projeto DKN: • infraestrutura de agentes móveis (Voyager) • mecanismos de controle e coordenação para sistemas multi-agentes

20. Aplicações e trabalhos relacionados • Agentes Móveis + information retrieval • Intelligent Mobile Agents for Information Retrieval and Knowledge Discovery from Distributed Data and Knowledge Sources • V. Honavar, J. Yang, L. Miller, J. Wong • Iowa State University - USA • implementação de agentes móveis (inteligentes+customizáveis) para information retrieval e knowledge discovery de bases distribuídas de dados • experimentos demonstraram a viabilidade do uso do aprendizado de máqina para projetar tais tipos de agentes móveis inteligentes

21. Aplicações e trabalhos relacionados • Agentes Móveis + geração de planos • Distributed AI Planning via Mobile Agents • R. Barrufi, M. Milano, R. Montanari • University of Bologna – Italy • arquitetura distribuída de geração de planos baseados na tecnologia de agentes móveis para atividades de configuração, reparo e manutenção em ambientes de redes de computadores. • a arquitetura integra: • um gerador de planos (PlanNet – planning for the network) • infraestrutura de agentes móveis (SOMA – Secure and Open Mobile Agent) • motivação: a exploração da tecnologia de agentes móveis permite uma atividade de planejamento distribuído eficiente e confiável

22. Referências • Distributed Problem Solving and Multi-Agent Systems: comparison and examples • E. H. Durfee, J. S. Rosenschein • Distributed Problem Solving and Planning • E. H. Durfee • In Multiagent Systems (G. Weiss, editor), The Mit Press, Cambridge, MA., 1999. • Intelligent Agents • M. Wooldridge • In Multiagent Systems (G. Weiss, editor), The MIT Press, Cambridge, MA., 1999 • The Distributed Artificial Intelligence Melting Pot • E. H. Durfee • In IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, Special Issue on Distributed Artificial Intelligence, SMC-21(6):1301-1306, November 1991 • Trends in Cooperative Distributed Problem Solving • E. H. Durfee, V. R. Lesser, e D. D. Corkill. • In IEEE Transactions on Knowledge and Data Engineering, KDE-1(1):63-83, March 1989. • demais referências do trabalho