Interações SMAOu... Como tratar com muita gente influenciando o mesmo espaço?
Ao final desta aula a gente deve...Entender o conceito de
interação e sua influência no projeto de SMA
Conhecer os vários tipos de interação existentes
Entender como agentes devem raciocinar frente a diferentes situações de interação - i.e. como tomar a melhor decisão possível?
Plano de AulaRecordar é Viver... Interação – definições
ComponentesTipos
Formas de CooperaçãoMétodos
E quando não tem conversa? ConflitosAlguns Exemplos famosos...
RECORDAR É VIVER...
Recordar é viver...
Até agora vimos...SMA = metáfora da Inteligência Social Implica em...
Comunicação, com infraestrutura e linguagem comuns Organização,
Agentes tem papeis, direitos e deveres Interação
Que depende diretamente da Comunicação É regulada pela Organização
Negociação De tarefas e recursos
Coordenação De esforços.
Assim...SMA...
Realiza a decomposição das tarefasTem conflitos...ou junta esforçosPode se reorganizar....
Como isso acontece??Interação é a chave...
QUAL É MESMO A IMPORTÂNCIA DA INTERAÇÃO??
Parte I
Um Sistema Multiagente
Ambiente
Esfera de Influência
Organização
Agentes
Interação
Recurso
Definindo SMA
Um SMA é um sistema que possui os seguintes elementos: Um ambiente, E Um conjunto de objetos O Um conjunto de Agentes, A (AO) Um conjunto de relações R, que liga objetos Um conjunto de operações Op Operadores que representam os resultados das
operações em Op e as reações do ambiente a eles.
Trocando em miúdos...
Um Sistema Multiagentes ...Consiste de uma coleção de
componentes autônomos, com objetivos particulares
Que se interrelacionam De acordo com uma Organização Interagindo, negociando e coordenando
esforços para resolver tarefas
Podemos também concluir...Que agentes podem ter esferas
de influência que se sobrepõem...O que implica em relações de
dependência entre eles! Independência Dependência Unilateral Dependência Mútua Dependência Recíproca... E mais algumas que a gente vai ver na
seqüência
Um Cenário...
Imagine que você vai construir uma casa em Porto de Galinhas... Contrata arquiteto, engenheiro, peões (agentes variados)... A casa construída resulta da integração do comportamento de todos, agindo conforme seus objetivos e habilidades, respeitando os recursos disponíveis.
Interação
Acontece Quando agentes se vêem em uma relação
dinâmica, trocando ações que influenciam reciprocamente seus comportamentos.
Possui... Uma série de eventos
Os encontros
Contato (direto ou indireto)Gera/é regulada por
Organizações Sociais.
O conceito de InteraçãoPressupõe:
A presença de agentes que se comunicam Situações de “encontro” deste agentes Elementos dinâmicos – e.g. comunicação Uma certa flexibilidade nas relações
Gera/Resulta de Organizações
“Um grupo é mais que a soma de seus componentes”
Situações de Interação
Uma situação de Interação então é...Um conjunto de comportamentos
que resulta do agrupamento de agentes que devem atuar no ambiente para atingir seus objetivos, e que dependem de recursos limitados.
Comparando Interações
Uma interação depende de...Objetivos
Os agentes têm objetivos compatíveis?
Recursos DisponíveisHabilidades de cada agente
O que cada um sabe fazer?
ENTÃO... COMO ESCOLHER O QUE FAZER?
Um conceito importante... UtilidadeAgentes terão preferências sobre
estados do mundo, representadas por um número.
Assim... Seja Ω= w1, w2, ... o conjunto de estados do mundo, podemos definir uma função de utilidade assim...
µi : Ω ℝA função de utilidade é uma
função de ordem (reflexiva, transitiva e anti-simétrica)
E daí?Se os agentes i e j atuam no
ambiente simultaneamenteO comportamento do ambiente,
então é o produto cartesiano das ações possíveis de i e j
O ambiente pode:Responder às ações de ambosResponder às ações de um dos doisNão responder a nenhum
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Vamos então supor o seguinte cenário...
Suponha que agentes i e j (capazes de duas ações C ou D) têm a seguinte função de utilidade:
i(D,D) = 1 i(D,C) = 1 i(C,D) = 4 i(C,C) = 4
j(D,D) = 1 j(D,C) = 4 j(C,D) = 1 j(C,C) = 4O que você faria no lugar de i?
E de j?
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Matriz de Recompensa
ij
D C
D 44
14
C 41
11
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Estratégias Dominantes
Que ações tomar? Uma estratégia s1 domina s2 para o agente i se
todo o elemento de s1 é preferido a todos os elementos de s2. Ou seja, não importa o que j faça, a recompensa de i
vai ser sempre maior ou igual do que com as outras ações.
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Equilíbrio de Nash
Duas estratégias estão em EN se:Considerando que agente i executa S1 agente j
não pode fazer melhor que executar S2.
Considerando que o agente j vai executar S2 i não pode fazer melhor que S1
No equilíbrio, os agentes não têm incentivo de se desviar... O problema é que nem todas as situações tem EN. Ou tem mais de um...
Mas sempre há equilibrio qdo há aleatoriedade.
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Pensando mais um pouco...
Interações Competitivas...Suponha que temos dois agentes i e j,
onde um i prefere um estado 1 sss j prefere 2.
Interações de soma Zero. Quando a i (1) + j (1) = 0
Ex. um jogo de xadrez
Em resumo...O segredo é encontrar quais os
melhores resultados (de maior utilidade)
Viável de calcular com poucos agentes – e também na tomada de decisões hierárquicas
QUE TIPOS DE INTERAÇÕES POSSO ENFRENTAR?
Uma primeira ClassificaçãoCooperaçãoIndiferençaAntagonismo – ou Conflito
Região de Conflito
Agente A
Agente B
Tipos de Interação (I)Independência
Objetivos Compatíveis Cada agente tem recursos e habilidades
Suficientes Ex. Duas pessoas pegando o Ceasa/Casa
AmarelaColaboração Simples
Objetivos compatíveis e Recursos Suficientes
Habilidades Insuficientes Ex. eu chamo Aline para fazer um bolo
para o povo de Agentes Autônomos
Tipos de Interação (II)
Obstrução Objetivos Compatíveis e Habilidades Suficientes Recursos Insuficientes
Um corredor derruba outro na maratona Situação de Comércio
Colaboração Coordenada Objetivos Compatíveis Recursos e Habilidades Insuficientes
Controle de Redes
Tipos de Interação (III)Competição Individual
Objetivos Incompatíveis Recursos e habilidades Suficientes Maratona
Competição Coletiva Objetivos Incompatíveis Recursos Suficientes Habilidades Insuficientes
pode causar a formação de Coalisões
Ex. Jogo de Futebol Competição entre fornecedores
Tipos de Interação (IV)
Conflitos Individuais sobre Recursos Objetivos incompatíveis e recursos insuficientes Habilidades Suficientes Ex. Dois agentes querendo o “prato de
lasagna”Conflitos Coletivos
Objetivos Incompatíveis Recursos e Habilidades Insuficientes
Formação de Coalisões para se apossar dos recursos necessários.
Ex. quem já jogou “War”?
Ainda mais Interação...Comensalismo
Interação beneficia apenas um dos agentes, sem prejudicar o outro.
Proto-CooperaçãoInteração otimiza a obtenção das
metas.Simbiose
A interação entre os agentes é obrigatória, cada um cedendo serviços ao outro.
Explorando mares nunca dantes navegados...
Uma forma mais explícita de interação... Resolução cooperativa de problemas
Ocorrem quando um grupo de agentes se junta para atingir um objetivo comum.Negociação em dois níveis
Qual o objetivo? Como coordenar ações?
Cooperar = Colaborar?Cooperar
Agentes tem mesmo objetivoMas tem sub-objetivos diferentes em
um instante no tempo.Colaborar
Mesmos objetivos e sub-objetivos todo o tempo. “A gente faz junto”
Formas de Cooperação
Como Postura IntencionalAgentes estão engajados em um plano,
após ter adotado um objetivo comum. E quando o cooperador só atrapalha? 1000 pessoas tentando ajudar na minha
mudança
Pode também ser vista como o benefício que advém da cooperação entre agentes As formigas não planejam a cooperação
Como avaliar a Cooperação?Do ponto de Vista do Observador:
Coordenação de Ações O plano parece coerente?
Grau de Paralelismo das ações Como foi a distribuição? E a execução?
Robustez do Sistema
Alguns Critérios de Cooperação
Compartilhamento de Recursos Bom uso de recursos e habilidades
Não Redundância de Ações Devido a qualidade da cooperação
Não Persistência de ConflitosAlguns destes critérios podem ser
conflitantes...O que fazer?
Definindo Cooperação...
Diz-se que um grupo de agentes coopera, quando uma das duas condições se verificaA adição de um novo agente melhora o
desempenho do grupoA ação dos agentes serve para evitar (ou
resolver) conflitos.
Modelando o processo...Uma situação de cooperação
pode ser analisada em 4 estágios:Reconhecimento
Agente não consegue fazer a tarefa sozinho
Prefere fazer acompanhado
Formação de Times Agente pede ajuda
Modelando o Processo... IIFormação de um plano de ação
Agentes negociam um plano que deve... Ser coerente e eficiente!
Execução do plano Agentes então executam as tarefas
alocadas Mantendo-se em contato durante o
processo.
Mas... Como reconhecer?Não pode resolver sozinhoSolução cooperativa melhor que
a individualExiste alguém que pode ajudar...
Formando Times...Duas etapas básicas...
O agente deve convencer o grupo de que aquele objetivo é válido
E que o grupo é capaz de fazê-lo Envolve necessariamente um processo
de negociação!
Formando PlanosNegociação fundamental
Grupo se compromete a agir conforme acordado; ou
Pelo menos 1 agente propôs uma ação e o grupo explora aquela possibilidade
LembrandoAgentes querem suas preferênciasO grupo deve monitorar o processo
Como saber se funcionou?
Três indicadores básicosAumento da capacidade de sobrevivência
Sobrevivência individual vs Sobrevivência de grupo
Melhoria da Performance Aumentos Quantitativos e/ou Qualitativos
Como Possibilitar a Cooperação ?Agrupamento e Multiplicação
Arranjo dos agentes e aumento de seu número.
ComunicaçãoIndispensável...Via troca de mensagensVia difusão de um sinal
Como Possibilitar a Cooperação ?(II)
Especialização Compromete a capacidade de resolução geral Não é necessariamente determinada a priori
Divisão de Tarefas e Recursos Quem faz o que quando? Sistemas cognitivos
Mecanismos de fornecimento e demanda
Coordenação de Ações Resolução de Conflitos via arbitração e
negociação
Vantagens da Cooperação
Realização de Tarefas impossíveis previamente
Melhoria da relação no de tarefas/tempo de execução
Melhoria na organização dos recursos.
Recordando...
Interação Objetivos Recursos Habilidades
Independência Compatíveis Suficientes Suficientes
Colab. Simples Compatíveis Suficientes Insuficientes
Colab. Coordenada
Compatíveis Insuficientes Insuficientes
Obstrução Compatíveis Insuficientes Suficientes
Compet. Indiv. Incompatíveis Suficientes Suficientes
Compet. Coletiva
Incompatíveis Suficientes Insuficientes
Conflito Recursos
Incompatíveis Insuficientes Suficientes
Conflito Coletivo Incompatíveis Insuficientes Insuficientes
Cenas dos Próximos CapítulosComo chegar a consensos?
De tarefasDe recursos