Sisteme multi agent

Modele multi-agent sunt folosite în proiectarea unor sisteme software interactive care se bazeazã pe functionarea într-un sistem stimul-rãspuns.

Sistemele multi-agent modeleazã un sistem interactiv printr-o colectie de agenti specializati care produc si reactioneazã la stimuli existenti în cadrul sistemului.Sistemele multi-agent modeleazã un sistem interactiv prin intermediul unor unitãti computationale specializate numite agenti. Un agent se aflã la un moment dat într-o stare, posedã o bazã de cunostinte (expertizã), si este capabil sã initieze sau sã rãspundã la actiuni.

Un sistem multi-agent poate fi privit ca un sistem în evolutie în care fiecare agent desfãsoarã o activitate independentã. Modelul bazat pe agenti poate fi asemãnat cu un model care are la bazã principiile dinamicii populatiei si de stabilitate. În cadrul unui sistem multi-agent, fiecare agenti îsi desfãsoarã activitatea, teoretic, independent de existenta celorlalti agenti.

Sistemele multi-agent sau paradigmele care au la bazã agentii sunt instrumente foarte folositoare pentru modelarea sistemelor de informatie distribuitã cu o interactiune sincronã sau asincronã.

Teoria sistemelor multi-agent este o consecintã logicã a dorintei de a dezvolta sisteme inteligente. În prezent, nu existã o metodologie care sã permitã o metodã de analizã, specificare, proiectare si implementare a unui sistem multi-agent. Pentru specificarea completã a unui sistem multi-agent este necesarã definirea cunostintelor si comportamentului intern al agentilor si modul de interactiune cu ceilalti agenti cu care coexistã în cadrul sistemului multi-agent.

În cadrul sistemului multi-agent, intentiile agentului pot fi definite ca un scop ce trebuie atins în momentul realizãrii unui set de actiuni. „Cunostinta“ (know-how) unui agent este abilitatea sau potentialul de a executa o actiune sau un set de actiuni, si în acelasi timp de a emana inteligentã ca urmare a rezultatelor obtinute

Functionalitatea sistemelor multi-agent

În ceea ce priveste functionalitatea, toate actiunile sau sarcinile pe care un agent le poate îndeplini în cadrul sistemului în care existã, sunt cerute de cãtre un alt agent care coexistã în acelasi mediu. Cu alte cuvinte, functionalitatea unui agent este definitã în concordantã cu rolul sãu în cadrul sistemului.

Fiecare agent are un set de cunostinte despre sistemul în care „trãieste“. Aceste cunostinte sunt memorate intern în structura fiecãrui agent. Controlul agentului este realizat în corelatie cu specificatia task-urilor pe care trebuie sã le ducã la bun sfârsit si a strategiilor pe care le foloseste. În functie de rolul fiecãrui agent modul de definire a scopurilor, planurilor, strategiilor este diferit.

Nu trebuie uitat modul în care reusesc agentii sã convietuiascã în cadrul aceluiasi sistem. Acest lucru se realizeazã printr-un mecanism de comunicare care este bazat pe transmiterea unor mesaje într-o maniera sincronã sau asincronã. Procesul de comunicare dintre agenti se supune unor reguli precise. Voi aminti aceste reguli fãrã a le discuta în detaliu mecanismul intim prin care se realizeazã acest lucru :

• agentii sunt conectati prin legãturi de comunicatie unidirectionale destinate transmiterii de mesaje discrete;

• se presupune cã nu existã întârziere în transmisia-receptia unui mesaj;

• în momentul receptiei unui mesaj, agentul receptor cunoaste provenienta mesajului (agentul care a emis mesajul);

• existã definitã o relatie de ordine în ceea ce priveste emisia-receptia mesajelor;

• se presupune cã transportul mesajelor este fiabil.

Pe lângã acest schimb de mesaje, trebuie realizat un „compromis“ între pozitiile agentilor. Cu alte cuvinte, trebuie realizatã o întelegere între agenti pentru satisfacerea constrângerilor la care sunt supusi datoritã coexistentei în cadrul aceluiasi sistem. Acest lucru se realizeazã printr-un proces de negociere format din coordonare si cooperare. Cooperarea se referã la faptul cã solutia unei probleme este rezultatul unei interactiuni cooperative la care participã toti agentii. Coordonarea dintre grupele de agenti permite analiza task-urilor ce trebuie realizate si asignarea proceselor grupelor de agenti fãrã a duplica volumul de muncã.

Modelul sistemului multi-agent poate fi folosit pentru a simula orice mediu cooperativ, indiferent de complexitate. În acest sens, sistemele multi-agent profitã de participarea dinamicã a fiecãrei pãrti componente în beneficiul tuturor.

• agentii individuali nu trebuie sã tinã o istorie a informatiilor obtinute de la alti agenti;

• datoritã procesului continuu de emitere sau de consumare de informatii, informatiile vehiculate în sistem nu sunt învechite;

• replicarea informatiei este evitatã, mentinându-se în acest mod consistenta în cadrul sistemului;

• modelul bazat pe multi-agenti este scalabil deoarece numãrul agentilor este sau poate fi într-o continuã schimbare.

Modele multi-agent care implementeazã sisteme cu o arhitecturã modularã paralelã propagã conceptul de unitãti de interactiune si cooperare.

Aplicabiliatea modelelor multi-agent

Modularitatea si paralelismul sunt mecanisme care sprijinã proiectarea iterativã a interfetelor utilizator, a aplicatiilor distribuite si pentru manipularea dialogurilor multithread :

• suport pentru proiectare iterativã: un agent defineste unitatea modularitate. Ca urmare a implementãrii acestui concept, este posibil sã se modifice comportarea agentului fãrã a pune în pericol integritatea sistemului.

• suport pentru aplicatii distribuite: agentul defineste unitatea în cazul procesãrii. De aceea este posibil ca agentul sã îsi manifeste comportamentul pe procesoare diferite decât pe cel pe care a fost creat.

• suport pentru manipularea dialogurilor multithread un agent poate fi asociat fiecãrui fir de executie (thread). Deoarece starea este mentinutã local de cãtre agent, interactiunea dintre agent si utilizator poate fi suspendatã pânã în momentul în care utilizatorul doreste reluarea activitãtii. În cazurile în care un fir de executie (thread) este prea complex pentru a fi modelat printr-un singur agent, atunci este posibil ca problema sã fi realizatã de o colectie de agentii (cooperare într-un sistem multi-agent).

În plus, pentru a proiecta interfete utilizator performante, modelul multi-agent poate fi implementat foarte usor prin paradigmele limbajelor orientate pe obiecte. Acest lucru poate fi realizat prin asocierea „clasã obiect“ - „agent“, unde operatorii clasei si atributele clasei modeleazã setul de actiuni (reguli) si starea agentului. Un obiect si un agent sunt unitãti de procesare specializate, ambii decizând propria stare.

În decursul timpului au fost dezvoltate o serie de modele multi-agent pe baza paradigmelor limbajelor de programare obiectuale. Fiecare model dezvoltat are în componenta sa agenti reactivi. MVC (Goldberg, 1984) si PAC (Coutaz, 1987) sunt modele multi-agent. Interviews (Linton, 1986) si Ad'da (Ilog, 1989) sunt exemple de unelte care au la bazã modelul multi-agent. Serpent (Bass & Coutaz, 1991) si Sassafras (Hill, 1987) sunt nuclee run-time (run-time kernels) si generatoare de interfete utilizator care au încorporat modelul multi-agent.

Modelul bazat pe Agenti

Programarea vizualã îsi propune sã permitã descrierea algoritmilor aplicatiilor, în general, a interfetelor grafice cu utilizatorul, în mod special, prin operare directã si tehnici grafice specifice.

Prin operarea directã se urmãreste sã se descrie structura si comportamentul entitãtilor, obiectelor active (agenti) care au evolutie algoritmicã. În acelasi timp, se urmãreste modelarea tehnicilor de interactiune din cadrul interfetelor grafice utilizator.

Prin folosirea agentilor în cadrul unui sistem multi-agent se doreste crearea unui model care sã permitã definirea structurilor de date, entitãtilor program si a constructorilor program.