Sisteme Multiagent ca Tip de Sisteme Distribuite

Partea I: Introducere

Prezenta lucrare se doreşte a fi o incursiune în cadrul sistemelor multiagent dorind în primul rând să sublinieze importanţa unor astfel de sisteme în viaţa de zi cu zi, în domenii variate.

În cadrul părţii a doua a lucrării s-a dorit relizarea unei scurte caracterizări teoretice a sistemelor multiagent, axându-se pe descrierea propriu-zisă a unor astfel de sisteme, modul în care acestea funcţionează, aplicabiltatea unor astfel de sisteme şi nu în ultimul rând o scurtă prezentare a agenţilor inteligenţi ce compun sistemul.

În cadrul părţii a 3-a s-a prezentat un studiu de caz, respectiv descrierea unei infrastructuri denumite “Infrastructură multiagent inteligentă pentru sisteme distribuite in educaţie” (Intelligent Multiagent Infrastructure for Distributed Systems in Education -I-MINDS- ), o infrastructură inovativă, în timp real, a sălilor de clasă virtuale în care este prezentă inteligenţa sistemului multiagent ce are ca scop creşterea participării active a studenţilor şi îmbunătăţirea timpului în care un instructor răspunde întrebărilor adresate de aceştia.

În finalul lucrării s-a realizat o scurtă prezentare a concluziilor acestei lucrări.

Partea II: Caracterizarea sumară a sistemelor multiagent

Tuturor sistemelor tradiţionale, chiar şi sistemelor de managementul cunoştinţelor trebuie să li se integreze sisteme multiagent, pentru a crea infrastructura inteligentă.

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 agent 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

Un sistem multiagent este un sistem distribuit, format dintr-o colecţie de agenţi autonomi care interacţionează într-un mediu comun, fiecare agent având cunoştinţe, capacităţi de acţiune şi scopuri proprii. Un ansamblu de agenţi ( care reprezintă entităţi active ), operează într-un mediu, un spaţiu prevăzut cu metrică, asupra unor obiecte ( care sunt entităţi pasive, adică pot fi create, distruse şi modificate de către agenţi ) pe baza unui ansamblu de relaţii care uneşte obiectele între ele, folosind operatori care au sarcina de a reprezenta aplicarea acestor operaţii. Dacă numărul de agenţi este egal cu numărul de obiecte şi mediul este o mulţime vidă ( adică roboţii sunt interconectaţi numai între ei ), atunci avem un sistem multiagent pur comunicant. În construcţia sistemelor multiagent s-a impus o nouă paradigmă metodologică de programare, AOP – adică Agent Oriented Programming, care poate fi văzută ca o specializare a paradigmei programării orientate pe obiecte, OOP ( Object Oriented Programing ). În AOP stările modulelor ( numite mentale ) sunt convingeri, intenţii etc. Pentru a preveni haosul, pentru a rezolva constrângerile de mediu, în condiţiile în care agenţii au diferite capacităţi şi posibilităţi de expertiză, acţiunile agenţilor fiind uneori interdependente, este necesară coordonarea, care uneori impune proiectarea unui agent coordonator. Coordonarea se poate face prin partajarea de task-uri şi prin partajarea de rezultate. Astfel se pot enumera exemple de situaţii în care se impune o cooperare între agenţi în caz de conflict.

Exemplul 1. Un agent cere ajutorul altui agent, acesta fiind un exemplu de partajare de sarcină.

Exemplu 2. La un agent sosesc rezultate referitoare la o informaţie de la diferiţi agenţi, acesta fiind caz de cooperare de tip partajare de rezultate.

Exemplul 3. Un agent nu obţine o informaţie pe care o cere de la alt agent. În acest caz coordonatorul trebuind să găsească un alt plan de rezolvare pentru acel task. Rezultă că între agenţi poate avea loc o negociere, adică un schimb de mesaje bazat pe un protocol, destinat stabilirii unui acord în situaţii conflictuale.

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.

Agenţii inteligenţi

Termenul de agent a fost introdus datorită faptului că pentru un număr tot mai mare de aplicaţii era necesară existenţa unor sisteme care pot decide în mod independent ceea ce au nevoie în vederea îndeplinirii obiectivelor pentru care au fost proiectate. Asemenea sisteme sunt cunoscute şi sub denumirea de agenţi. Agenţii care trebuie să deţină capacitatea de a opera într-un mod robust în medii caracterizate de schimbări marapide, cu o evoluţie imprevizibilă, în care o există posibilitate foarte mare ca acţiunile executate să nu aibă efectul dorit, sunt cunoscuţi sub denumirea de agenţi inteligenţi, sau in unele cazuri, agenţi autonomi.