Desarrollo de la Interacción en el Nivel Social de una Arquitectura Cognitiva para Agentes

Abstract

La búsqueda de un sistema software que reproduzca el comportamiento humano ha sido una de las metas de la informática desde sus comienzos, concretamente dentro del campo de la Inteligencia Artificial. Uno de los grandes avances en esta senda ha sido la aparición de un nuevo paradigma de desarrollo de software, la orientación a agentes, que permite abordar la creación de sistemas, desde un punto de vista en el que cada pieza de software es un elemento con autonomía, capacidad social, reactividad y proactividad. Esto permite construir los llamados Sistemas Multi-Agente en los que la interacción y coordinación entre los diversos componentes autónomos (agentes) lleva a cabo la tarea para la que fue propuesta el sistema. No todas las tareas pueden ser resueltas mediante Sistemas Multi-Agente, pero el conjunto de las mismas incluye desde complejas simulaciones de entornos reales hasta asistentes virtuales para interacción con humanos. Existen diversas arquitecturas propuestas para el desarrollo de estos sistemas. COGNITIVA [Imbert, 2005] es una de ellas y es la base de este proyecto, que consiste en el desarrollo de diversas mejoras sobre la versión inicial de la arquitectura, y fundamentalmente en establecer los mecanismos de interacción entre agentes que permitan desarrollar el nivel social de la misma. En la versión inicial, desarrollada en los trabajos de [Leal, 2005, Molina, 2005] se construyeron los niveles reactivo y deliberativo, así como los mecanismos funcionales básicos de la arquitectura. Esta versión funciona correctamente en los entornos contextuales desarrollados, sin embargo, presenta varios problemas como la baja calidad del código, así como la presencia de varios componentes obsoletos. Además carece de algunos elementos propuestos por la arquitectura, de los que el más destacable es el nivel social. Sin las posibilidades que proporciona este nivel, cada agente se comporta como un elemento aislado, que se enfrenta a sus metas contando únicamente con sus propias capacidades. En otras palabras, sin el nivel social no podemos hablar propiamente de un Sistema Multi-Agente. Los objetivos de este proyecto son, en primer lugar, realizar una tarea de Rediseño y Extensión de la versión inicial de COGNITIVA que mejore la calidad del código, actualice sus componentes y desarrolle nuevas funcionalidades propuestas en los fundamentos teóricos de la arquitectura. La segunda misión consiste en diseñar e implementar los mecanismos de Interacción social que establezcan las bases funcionales del nivel social de la arquitectura. Finalmente, una vez mejorada la versión de la arquitectura e incorporada la interacción social, se probarán estos desarrollos por medio de dos contextualizaciones. Una de ellas completamente nueva, el entorno Ghost Squadron, y otra que consiste en una extensión del entorno de Sabana 3D que incluye interacción entre los Agentes Cebra. Además, se proponen los objetivos transversales de aplicar rigurosamente las metodologías de Ingeniería del Software más adecuadas en cada fase, ya sea dentro del paradigma de los agentes o de la orientación a objetos, así como utilizar las mejores herramientas y tecnologías disponibles que puedan ser de utilidad en el desarrollo. El trabajo fin de carrera se desarrolla a lo largo de 8 capítulos: En el capítulo 2, Arquitectura Cognitiva, se exponen los fundamentos y la base teórica de la arquitectura sobre la que se desarrollará el presente trabajo. El capítulo 3, Rediseño y Extensión de la Arquitectura, consiste en una recopilación de las mejoras realizadas sobre la versión inicial de COGNITIVA, así como de nuevas capacidades añadidas a los planteamientos originales. Seguidamente en el capítulo 4 se desarrolla la Interacción Social, el mecanismo para comunicar agentes en COGNITIVA que constituye la principal extensión a la arquitectura aportada por este proyecto. Una vez definidos los cambios funcionales en COGNITIVA, en el capítulo 5 se especifica la nueva Concreción Contextual Ghost Squadron que utiliza acciones sociales de comunicación entre agentes. Además, en la última sección se incluye una comparativa de tiempos y esfuerzos entre las concreciones anteriormente desarrolladas y la de Ghost Squadron Además, para completar el estudio de la interacción social entre agentes, se incluye el capítulo 6 Otras Concreciones Contextuales de Carácter Social, que desarrolla una extensión del escenario Sabana 3D para incluir solicitud de servicios de un agente a otro. En el capítulo 7 se presentaran las Conclusiones obtenidas, no sólo de los resultados de la experimentación, sino del desarrollo realizado, incluyendo lenguajes, metodologías y conocimiento sobre la propia arquitectura. Finalmente, en el capítulo 8 se enumeran las diversas Líneas de Trabajo Futuro propuestas para continuar el trabajo realizado. Adicionalmente, además de la Bibliografía, se incluyen tres anexos, de los cuales el A y el B son Ficheros de Configuración de las Concreciones Contextuales, mientras que el C incluye el Dominio para el Planificador JSHOP2 del entorno Sabana.