Simulación con agentes

1. Simulación con agentes Luis Fabiani Bendicho ISBC - Enero 2000

2. Índice • Qué es la simulación • Qué es un agente • Objetivo del trabajo • Clases desarrolladas • Notas de interés • Mi simulador: Carretera ISBC - Enero 2000

3. Qué es simulación • Simulacrum  retrato • Retrato de una situación para averiguar los resultados • Muchas aplicaciones: *Grupos de individuos * Prototipado *Meteorología *... ISBC - Enero 2000

4. Qué es un agente • Agens, agentis agere  actuar • Muchas definiciones para agente informático: • Acuerdo: agentes actúan por separado e interactúan • Aprovecharlos para simulación ISBC - Enero 2000

5. Objetivo • El punto de referencia: www.agentsheets.com ISBC - Enero 2000

6. Objetivo • ¿Qué ofrece agentsheetsINC? • (…) the most powerful simulation building environment available to end-users. Untrained end-users can now build interactive simulations for the web without any knowledge of Java programming. • AgentSheets Inc. can build complete simulations for you. • a web-based forum that lets users freely exchange agents allowing them to collaborate with users around the world, or with people in the next room. ISBC - Enero 2000

7. Objetivo • Realizar las clases básicas para diseñar simuladores fácilmente. • Implementar un simulador sencillo, a modo de ejemplo, utilizándolas. Fuera de alcance • Diseño y realización de un interfaz amigable ISBC - Enero 2000

8. Clases desarrolladas • Objetivos: • Abstracción y genericidad • Jerarquíade clases: ISBC - Enero 2000

9. Clases desarrolladas • Clase Mundo: • Se buscaba genericidad y abstracción para modelar distintos tipos de mundos: • Problemas: • Almacenamiento y acceso de nodos. • Representación visual del mundo ISBC - Enero 2000

10. Clases desarrolladas • Clase Mundo: • NO Abstracta: mundo 2D cuadrado (dependencias 2D en negrita) public class Mundo { private Vector posiciones; Mundo (); public Vector orientaciones (); private void borrarMundo (); public void size (int x, int y); public Posicion posicion (int x, int y); } ISBC - Enero 2000

11. Clases desarrolladas • Clase Posicion (1): public class Posicion { Posicion (int nuevaPosX, int nuevaPosY, int anchoEspacio, int altoEspacio); public int posX(); public int posY(); public void nuevaDescripcion (String d); //Cargamos la imagen public String descripcion(); //¿Qué tipo de posición somos? ISBC - Enero 2000

12. Clases desarrolladas • Clase Posicion (2): Agentes en una posición public Vector agentes = new Vector (); public Vector tieneAgente (String nombre); public void draw (); public void dibujar (Image frame, int xFrame, int yFrame, int anchoFrame, int altoFrame); //Para que los agentes se olviden de la gestión de dibujo public void tick(); //Actuan los agentes de esa posición ISBC - Enero 2000

13. Clases desarrolladas • Clase Posicion (3): Moviéndose por el mundo private Hashtable vecinos = new Hashtable(); public void insertarVecino (String orientacion, Posicion vecino); public Posicion vecino (String orientacion); public Vector orientaciones(); public String siguienteOrientacion (String orientacion); public String anteriorOrientacion (String orientacion); public String cambiarOrientacion (String orientacion, String modo); } ISBC - Enero 2000

14. Clases desarrolladas • Clase Agente (1): ISBC - Enero 2000

15. Clases desarrolladas • Clase Agente (1): public abstract class Agente { private Posicion posicion = null; public String orientacion; public int frecuencia = 1; //Esto es cada cuántos turnos actuamos. public int turnoActual = 1; public abstract String nombre (); //El nombre del fichero imagen y el del agente public void draw (); //  posicion.dibujar() ISBC - Enero 2000

16. Clases desarrolladas • Clase Agente (2): Reglas y posiciones private Vector reglas = new Vector(); private boolean reglasOrdenadas = true; public void insertarRegla (Regla r); public void eliminarRegla (Regla r); private void ordenarReglas (); public void nuevaPosicion (Posicion nP); //Actualiza la posición protected Posicion posicionActual (); ISBC - Enero 2000

17. Clases desarrolladas • Clase Agente (3): Actuando public void tick(); protected void calcularNuevaPosicion(); //Implementación : recorre e invoca las reglas //pero guarda la nueva posición en una variable... public Posicion nuevaPosicion; public void actualizarPosicion (); protected void calcularNuevoFrame(); public Vector mensajesValidos (); //Devuelve un vector de Strings. public void recibeMensaje (Vector mensaje); public void destruir (); } ISBC - Enero 2000

18. Clases desarrolladas • Clase Regla: public abstract class Regla { /* Si esta regla no sugiera nada, devuelve un null. * Si no, devuelve un vector con: * la nueva orientación [.elementAt(0)] * la nueva posicion [.elementAt(1)]. */ public abstract Vector ejecutar (Posicion posicion, String orientacion); private int prioridad = 0; public int getPrioridad () public void putPrioridad (int nuevaPrioridad); } ISBC - Enero 2000

19. Clases desarrolladas • Clase Simulador (1): Estructura » Un mundo public Mundo mundo = new Mundo (this); » Unos agentes private Vector agentes = new Vector (); » Una ejecución private Vector listaDeModos = new Vector (); private String modoEjecucion; ISBC - Enero 2000

20. Clases desarrolladas • Clase Simulador (2): Funciones • Por ser un applet: void init () void start (), void stop (), voir run () • Para la ejecución.void elegirModo (String); /* "CONTINUO" => por tiempo, cada SLEEP_MILLIS milisegundos "TECLADO" => por pulsación de ENTER. */ String modoActual (); /* Devuelve el modo actual.*/void addAgente (Agente);void removeAgente (Agente);boolean handleRequestedEvent (Event); ISBC - Enero 2000

21. Otros aspectos • Paquete com.next.gt • La clase ReglaJESS: • .ejecutar() implementado: ejecuta fichero CLIPS • Lee fichero por función .seleccionarFichero(String) • Al construir fichero CLIPS: • Usar funciones de las clases: • (call ?x <funcion> <parametros>+) • Coger valores iniciales en memoria de trabajo • (posicion-inicial ?x) (orientacion-inicial ?y) • Dejar valores finales en memoria de trabajo • (posicion-final ?x) (orientacion-final ?y) ISBC - Enero 2000

22. Mi Simulador: Carretera • El applet Carretera (1): import Semaforo; import Coche; public class Carretera extends Simulador { private static int configuracion[][] ={ {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, }; public int mundoX () { return configuracion[0].length; } public int mundoY () { return configuracion.length; } public String mundoDescripcionEstandar () { return "ground"; } ISBC - Enero 2000

23. Mi Simulador: Carretera • El applet Carretera (2): public void init () { super.init(); //La carretera: for (int y = 0; y < configuracion.length; y++) for (int x = 0; x < configuracion[y].length; x++) { if (configuracion[y][x] == 1) mundo.posicion (x,y).nuevaDescripcion ("road"); } //Agentes: Semaforo s = new Semaforo (); s.nuevaPosicion(mundo.posicion(2,2)); addAgente (s); Coche1 c = new Coche (); c.nuevaPosicion(mundo.posicion(6,8)); c.orientacion = "IZQUIERDA"; addAgente (c); c = new Coche (); c.nuevaPosicion(mundo.posicion(7,8)); c.orientacion = "IZQUIERDA"; addAgente (c); } ISBC - Enero 2000

24. Mi Simulador: Carretera • El agente Semaforo (1): class Semaforo extends Agente { public String estado = "ROJO"; Semaforo () { super (); //Hacemos que el semáforo vaya más lento. frecuencia = 10; //Le añadimos un nuevo mensaje. mensajes.addElement ("PONER_EN"); } /*Agente()*/ public String nombre () { return "Semaforo"; } public int framesHorizontal () { return 3; } public int framesTotal () { return 3; } /* Procesamos los nuevos mensajes */ public void recibeMensaje (Vector mensaje) { String elMensaje = (String) mensaje.elementAt(0); if (elMensaje == "PONER_EN") estado = (String) mensaje.elementAt (1); else super.recibeMensaje (mensaje); } ISBC - Enero 2000

25. Mi Simulador: Carretera • El agente Semaforo (2): /* No usamos reglas */ protected void calcularNuevaPosicion() { if (estado == "ROJO") estado = "VERDE"; else if (estado == "VERDE") { estado = "AMBAR"; super.turnoActual = 1; //Para que en ambar solo esté 1 turno. } else if (estado == "AMBAR") estado = "ROJO"; } /*calcularNuevaPosicion*/ protected void calcularNuevoFrame() { if (estado == "VERDE") currentFrame = 0; else if (estado == "AMBAR") currentFrame = 1; else if (estado == "ROJO") currentFrame = 2; } ISBC - Enero 2000

26. Mi Simulador: Carretera • El agente Coche: public String nombre () { return "Coche"; } public int framesHorizontal () { return 4; } public int framesTotal () { return 4; } /* Calcula el frame actual. */ protected void calcularNuevoFrame() { currentFrame = posicionActual().orientaciones().indexOf(orientacion); } } class Coche extends Agente { Coche () { super (); //Hacemos que el coche vaya rápido frecuencia = 1; //Le añadimos las reglas. Regla regla = new R_para(); insertarRegla (regla); regla = new R_derecha (); insertarRegla (regla); regla = new R_recto (); insertarRegla (regla); regla = new R_izquierda (); insertarRegla (regla); regla = new R_otrocoche(); insertarRegla (regla); } /*Agente()*/ ISBC - Enero 2000

27. Mi Simulador: Carretera • Las reglas de Coche1: ISBC - Enero 2000

28. Mi Simulador: Carretera Yahora... ISBC - Enero 2000