design patterns for decentralised coordination in self- organising emergent systems tom de wolf e...

DESIGN PATTERNS FOR DECENTRALISED COORDINATION IN SELF-ORGANISING EMERGENT SYSTEMS

Tom De Wolf e Tom Holvoet

Sumário

Introdução Padrão: Gradient Fields Padrão: Market-based Control Aplicação Conclusão

Introdução

Apresenta como mecanismos de coordenação descentralizados podem ser descritos como padrões de projeto

Apresenta como usar esses padrões para coordenar agentes e alcançar o comportamento global esperado

Trata-se de um resumo de um outro artigo

Padrão: Gradient Fields

Contexto: Coordenar múltiplas entidades autônomas

de maneira descentralizada Movimentação global coerente dos agentes

Suportar mudanças freqüentes no ambiente

Padrão: Gradient Fields

Solução: Informações espaciais, contextuais e de

coordenação são propagadas pelo ambiente como campos computacionais

Agentes seguem o gradiente dos campos para alcançar a tarefa de coordenação Sem exploração explícita

Padrão: Gradient Fields

Descrição conceitual

Padrão: Gradient Fields

Características: Ciclo de feedback

Quando um dado gradiente é modificado, agentes e outros emissores de gradientes podem reagir a essa mudança mudando suas informações

Agentes simples – Ambiente Complexo Abordagem gulosa

Padrão: Gradient Fields

Usos: Gestão de tráfego urbano Controle de personagens autônomos em

vídeogames Movimento de turismo em museus Agentes explorando a WEB

Padrão: Market-based Control Contexto:

Coordenar multiplas entidades autonomas de forma descentralizada a alcançar um objetivo global comum

Compartilhar um conjunto de recursos escassos

Padrão: Market-based Control Solução:

Mercado virtual aonde recursos são comprados e vendidos usando uma moeda virtual

O preço evolui de acordo com a dinâmica do mercado e indica quando há alta ou baixa demanda

Padrão: Market-based Control Descrição conceitual:

Padrão: Market-based Control Características:

Ciclo de feedback Agentes possuem toda a responsabilidade Descentralização – Robustez – Auto-

organizável Estabilização em um ponto de equilíbrio

Princípio de Pareto

Padrão: Market-based Control Usos:

Controle de fabricação Recursos = Máquinas

Distribuição de energia Recursos = energia

Roteamento em redes Recursos = banda

Controle climático em construções Recursos = ar frio

Aplicação

Serviço de entrega de pacotes Clientes enviam uma ordem para pegarem

seus pacotes e transportarem para uma dado destino ou local de entrega

Caminhões atendem as solicitações de transporte

Aplicação

Requisitos: Ato de despachar

Novas ordens surgem e são atribuídas a caminhões que serão responsáveis pelo transporte

Roteamento Caminhões devem escolher suas rotas de

forma a atenderem a novos pedidos, pegando o pacote, enquanto realiza as entregas já em sua posse

Aplicação

Aplicação

Ato de despachar Clientes compram espaços dentro do

caminhão para suas entregas Preço varia de acordo com várias

informações Distância entre o caminhão e o cliente Tempo de entrega e a distância a ser

percorrida

Aplicação

Roteamento Rotear os caminhões pelas ruas Uso de diferentes tipos de gradientes

Gradientes de localização da entrega Gradientes de localização de pedidos Gradientes de comunicação do mercado

Pedidos e caminhões emitem gradientes e as mensagens para negociação devem seguir esses gradientes

Conclusão

Mecanismos de coordenação distribuídos podem ser definidos como padrões de projeto

Mais trabalho em relação aos padrões abordados Artigo exibe um enfoque conceitual