IA-U2-A2-Modelado de un sistema multiagente-David Sánchez

7/30/2019 IA-U2-A2-Modelado de un sistema multiagente-David Snchez

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INTELIGENCIA ARTIFICIAL

GRADO INGENIERA INFORMTICA

UNIDAD 2 - ACTIVIDAD 2:

Modelado de un sistema multiagente

AUTOR:

DAVID SNCHEZ RUIZN alumno: 21235597


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Modelado de un sistema multiagente Versin 1.0

INTELIGENCIA ARTIFICIALGRADO INGENIERA INFORMTICA

CONTROL DE DOCUMENTACIN

Versin Fecha Resumen de los cambios producidos

1.0 18-02-2013 Creacin del documento.

Realizado por: Aprobado por:AUTOR

Fecha: 18-02-2013 Fecha: dd-mm-aaaa


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NDICE

1. INTRODUCCIN........................................................................................................................ 4

1.1. PROPOSITO ....................................................................................................................... 4

1.2. OBJETIVOS ........................................................................................................................ 4

2. ACTIVIDADES A REALIZAR.................................................................................................... 4

3. MODELADO DE UN SISTEMA MULTIAGENTE (SMA) ...................................................... 5

4. EJEMPLO DE MODELADO DE SMA ..................................................................................... 9

4.1.

Planteamiento y objetivos................................................................................................. 9

4.2. Casos de uso ...................................................................................................................... 9

4.3. Modelo de agentes ........................................................................................................... 10

4.4. Modelo de organizacin .................................................................................................. 11

4.5. Modelo de interaccin...................................................................................................... 12

4.6. Modelo de entorno ........................................................................................................... 14

4.7. Modelo de objetivos y tareas .......................................................................................... 15

5. CONCLUSIONES ..................................................................................................................... 16


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1. INTRODUCCIN

1.1. PROPOSITO

A continuacin se detalla la elaboracin de laactividad2 de la unidad 2 de la

asignatura de Inteligencia Artificial.

1.2. OBJETIVOS

Diseo de un sistema informtico multiagente con previa instalacin del software deINGENIAS.

2. ACTIVIDADES A REALIZAR

En esta prctica, vamos a modelar un entorno social utilizando INGENIAS. Para ello hayque realizar lo siguiente:

1) Tener preparado en un ordenador el software de INGENIAS.

2) Modelar un pequeo sistema multiagente, centrndonos en el mbito de lasimulacin.


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3. MODELADO DE UN SISTEMA MULTIAGENTE (SMA)

Para modelar un sistema multiagente requerimos en nuestro caso del software deIngenias Development Kit (IDK)que es una plataforma para el anlisis, diseo e

implementacin de sistemas multi-agente (SMA) basada en la metodologa Ingenias (quees una evolucin de MESSAGE) y creado en Java. Se basa en la especificacin de meta-modelos de SMA, donde las herramientas como el editor y el modelo de generacin decdigo se generan.

Los modelos dirigen el desarrollo y mantenimiento delsistema, adems de analizar yexperimentar, documentar, facilitar la comunicacin entre clientes, usuarios ydesarrolladores.

Un agente es un sistema informtico capaz de llevar a cabo acciones de formaindependiente dentro de un entorno, tomando decisiones en lugar del usuario. Un agente

inteligente puede ser software, hardware o entidades virtuales. Usamos el trmino robotpara los agentes hardware (fsicos).

Un sistema multiagente es un sistema constituido por un nmero de agentes queinteractan entre s.

Para interactuar satisfactoriamente, los agentes necesitan las habilidades de cooperacin,coordinacin y negociacin.

Las caractersticas bsicas de los agentes pueden derivarse por su autonoma, reactividad,iniciativa o proactividad y sociabilidad.


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Ejemplo de SMA:

Caractersticas de los SMA:

Cada agente no tiene informacin completa ni capacidad para resolver el problema.

Tienen puntos de vista limitados.

No hay un sistema de control global.

Los datos estn descentralizados.

Computacin asncrona.

Funcionamiento de un SMA:

1. El agente monitoriza la actividad del usuario

Lee/escucha la conversacin del usuario

Reconoce patrones en la conversacin

Deduce informacin y objetivos en funcin de experiencia pasada

2. El agente persigue lograr sus objetivos

Toma decisiones

Puede descomponer objetivos en sub-objetivos

Ejecuta tareas


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3. Para cumplir objetivos necesita colaboracin con otros agentes

Negociacin

Delegacin

Coordinacin

4. Los agentes necesitan servicios de localizacin de agentes

Pginas blancas/amarillas

5. Comunicacin con el usuario

Interfaces avanzadas

Informacin implcita a partir de experiencia pasada o preferencias del usuario

Gestin de dilogos

Problemas de un SMA:

Descomposicin del problema.

Comunicacin entre agentes.

Coherencia en las actuaciones.

Representacin del conocimiento de otros agentes.

Coordinacin de acciones.

Gestionar el uso de recursos.

Evitar comportamientos globales no deseados.

Diseo de MAS: metodologa y desarrollo.

SMA en metodologa INGENIAS:


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Modelo de agente:

o Los agentes realizan tareas o persiguen objetivos

o Responsabilidades, control y estado mental del agente

Modelo de organizacin:

o Estructura del SMA, roles, relaciones de poder, workflows

Modelo de objetivos y tareas:

o Identificacin de objetivos generales y descomposicin en objetivos ms

concretos que se pueden asignar a agentes

o Similarmente con tareas

o Objetivos: motivacin Tareas: actividad

Modelo de interaccin:

o Qu interacciones existen entre agentes/roles

Modelo de entorno:

o Entidades y relaciones con el entorno del SMA

Generacin del editor SMA:

Notaciones SMA en INGENIAS:

Lenguaje visual para expresar el diseo de SMA y agentes (leyenda):


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4. EJEMPLO DE MODELADO DE SMA

Se detalla a continuacin el diseo de un sistema multiagente para la gestin de

servicios de un Hospital.

4.1. Planteamiento y objetivos

Como planteamiento, intervienen tres partes en el diseo:

1. rea de admisin del hospital2. Hospitalizacin3. Sistema multiagente

Los objetivos son:

1. Mejorar la gestin con SMA de los servicios de urgencias del hospital anteposibles emergencias sanitarias de personas.

2. Modelar la arquitectura del SMA3. Disear el prototipo del SMA

4.2. Casos de uso

En estos diagramas se disean los requisitos funcionales del sistema, que sernbase para la identificacinde agentes y su contexto de interaccin; a continuacin sepresentan los diagramas y su respectiva especificacin:


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4.3. Modelo de agentes

En este modelo de se debe de registrar las tareas que realizan los agentes,

objetivos que persiguen, tambin se detallan roles y las responsabilidades,control y estado mental del agente.

En nuestro ejemplo, el paciente llega al hospital, va a admisin, la recepcionistaregistra la solicitud de admisin, el paciente espera a ser atendido. Cuando le

toca el turno, le avisan, entonces el celador traslada al paciente a la habitacinasignada. Cuando est alojado el paciente, la enfermera le prepara (dandomedicamentos, asistencia y chequeos). Por ltimo el mdico pasa consulta,examina al paciente, consulta su expediente y registra su diagnstico,actualizando dicho expediente.


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Por otro tenemos los agentes de consulta interna y externa que reciben peticioney muestran la informacin, una cola de prioridad que recibe solicitud y daprioridad y el agente familiares que necesitan saber donde est ingresado elpaciente.

4.4. Modelo de organizacin

En este modelo se disea la estructura del SMA, donde van a existir agentes,roles asignados, recursos, objetivos, tareas y workflow, para mostrar lafuncionalidad, relaciones sociales, grupos de trabajo y flujos.


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En nuestro ejemplo, este sera el modelo de organizacin del Hospital, desde quellega un enfermo o paciente, se hace registro en la aplicacin, recibe atencin, sele ingresa en una habitacin, se realiza la operacin o tratamiento, se informa afamiliares, reanimacin del paciente y se da el alta para marcharse.

4.5. Modelo de interaccin

En un sistema mutiagente se tiene como parte fundamental la interaccin entrelos agentes identificados, que haya intercambio de conocimiento y comunicacinpara determinar:

Qu agentes participan en la interaccino Cada agente debe mostrar la razn por la que participao Roles iniciador y colaboradores

Definicin de unidades de interaccino Mensajes, actos de habla

Orden de las unidades de interaccino Protocolos: contract net, FIPA request, especficos.o Diagramas de protocolos AUML

Acciones ejecutadas en la interaccino Criterios para decidir cundo ejecutar una tareao Consecuencias de la ejecucin de una tarea

Definicin del contexto de la interaccino Objetivos que persigue la interaccino Estado mental de los participantes

Modelo de controlo Mecanismos de coordinacin


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En nuestro ejemplo, estas seran las interacciones entre agentes con sus roles yobjetivos. Ingreso del paciente entre el enfermo y la recepcionista para permitir laadmisin y poder tratarle, la colaboracin entre el paciente y el celador para eltraslado interno por el hospital, la estancia en el hospital donde hay interaccinentre el paciente, la enfermera, equipo mdico y el sistema y por ltimo larelacin entre el paciente y familiares donde hay visitas y cuidados al paciente.


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4.6. Modelo de entorno

En este modelo es posible definir el tipo de recursos, agentes y aplicaciones a

utilizar para el funcionamientodel sistema.

Hay distintas formas de modelar el entorno, una es representar el mundo que lerodea al agente y otra dndole un enfoque pragmtico, o sea, categorizar el tipode entidades del entorno.

En mi caso he elegido el mundo que rodea al agente, con lo cual se handetallado todos los agentes con los recursos y aplicaciones que utilizan:

AGENTE APLICACIN RECURSO

PACIENTEGESTOR DE ADMISIN

SALAS DE ESPERA, HABITACIN y SALA DE OPERACIONES

RECEPCIONISTAGESTOR DE ADMISIN

SISTEMA INFORMTICO

ADMINISTRATIVOCONSULTAS INTERNAS Y EXTERNAS

SISTEMA INFORMTICO

ENFERMERACONSULTAS INTERNAS

SISTEMA INFORMTICO, HABITACIN y SALA DE OPERACIONES

MEDICOCONSULTAS INTERNAS

SISTEMA INFORMTICO, HABITACIN y SALA DE OPERACIONES

CELADOR SISTEMA INFORMTICO, HABITACIN y SALA DE OPERACIONES

FAMILIARESCONSULTAS EXTERNAS

SALAS DE ESPERA y HABITACIN

COLAGESTOR DE ADMISIN

SISTEMA INFORMTICO

CONSULTA INTERNAGESTOR DE ADMISIN y CONSULTAS INTERNAS

SISTEMA INFORMTICO

CONSULTA EXTERNAGESTOR DE ADMISIN y CONSULTAS EXTERNAS

SISTEMA INFORMTICO


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4.7. Modelo de objetivos y tareas

Cada uno de los agentes identificados anteriormente debe cumplir con una serie

de objetivos y tareas para elcumplimiento funcional de la aplicacin.

A continuacin se detalla los principales objetivos de los agentes y sus tareas, ascomo las relaciones entre agentes y objetivos comunes:


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5. CONCLUSIONES

En esta prctica, he aprendido a manejarme en el entorno de INGENIAS, que no es unentorno amigable y sencillo y empezando de cero he ido aadiendo modelos y diseandola solucin.

Me ha costado un poco decidirme por algn ejemplo, he investigado por Internet tambin yuna vez que lo he tenido claro, han ido saliendo los modelos y casos de uso.

Se adjunta evidencia de creacin de modelos y diseos en INGENIAS:

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