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Organizzazione e ruoli in JADE: architettura BOID per la coordinazione

Informazioni tesi

  Autore: Marco La Delfa
  Tipo: Tesi di Specializzazione/Perfezionamento
Specializzazione in Sistemi per il Trattamento dell'Informazione
Anno: 2010
Docente/Relatore: Guido Boella
Istituito da: Università degli Studi di Torino
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 162

La ricerca della delega e dell'intelligenza nei sistemi informatici ha implicato la necessità di sviluppare sistemi in grado di poter raggiungere il proprio obiettivo in modo autonomo, eventualmente cooperando o competendo con altri sistemi. Queste esigenze hanno portato allo studio dei Sistemi Multi Agente.

Esistono diversi approcci architetturali alla definizione di Sistemi Multi Agente: in particolare il modello BDI definisce la conoscenza e il processo deliberativo dell'agente in termini di credenze (beliefs), desideri e intenzioni: le osservazioni sull'ambiente generano dei beliefs che, combinati con i desideri dell'agente, producono intenzioni che generano le azioni da effettuare sull'ambiente.

I desideri di due agenti possono però essere in conflitto tra loro. Un'importante integrazione del modello BDI è quella offerta dall'architettura BOID che aggiunge il concetto di obbligo: un agente seguirà le proprie intenzioni e i propri desideri compatibilmente con gli obblighi definiti nel sistema. L'architettura BOID permette di personalizzare le priorità attribuite a queste attitudini mentali.

Un'interessante modellizzazione della socialità degli agenti è offerta dalla metafora Ruolo-Organizzazione: i ruoli definiscono le varie interazioni tra le entità e gli oggetti di un sistema, l'Organizzazione è definita come oggetto appartenente alla realtà sociale con proprietà che possono essere manipolate solo seguendo regole da sé stessa specificate attraverso l'occupazione di ruoli.

Il modello powerJade implementa in Java la metafora Ruolo-Organizzazione definendo sia i ruoli che l'Organizzazione come agenti. I ruoli definiranno dei power che permetteranno agli agenti che decidono di giocare il ruolo di interagire con altri ruoli o con l'organizzazione. Questa piattaforma sfrutta il framework JADE per la gestione degli agenti e lo scambio dei messaggi.

Lo scopo di questa tesi è arricchire powerJade definendo un sistema di coordinazione tra ruoli e agenti permettendo così l'implementazione di alcune caratteristiche fondamentali di un Sistema Multi Agente: gli agenti sono autonomi e sono in grado di negoziare, coordinarsi (e competere) al fine di raggiungere un obiettivo globale definito nell'organizzazione.

Gli obiettivi definiti sono raggruppati in missioni: lo stato mentale di una missione è definito in termini di obblighi e credenze sulla base degli obiettivi che lo compongono. Quando un giocatore di un ruolo responsabile della missione richiede o accetta l'assegnamento della missione integrerà lo stato mentale legato alla missione con quello del ruolo giocato. Gli obiettivi possono essere composti da sotto-obiettivi definiti per missioni e ruoli diversi.

Lo stato mentale dell'agente è suddiviso in due parti: una belief base contenente lo stato mentale individuale e lo stato mentale legato ai vari ruoli giocati dall'agente composto dall'unione degli stati mentali delle varie missioni assegnate per le quali il ruolo è responsabile. Al momento della deliberazione, l'agente unirà la belief base individuale con quella del ruolo attivo al momento e lancerà il processo inferenziale che produrrà un'azione individuale o un'azione definita nell'organizzazione.

Il modello non definisce un sistema di sanzioni per il mancato rispetto degli obblighi ma implementa un sistema di reputazione che valuta un agente in termini di efficienza e obbedienza.

Il processo inferenziale e la rappresentazione della conoscenza utilizzano la Defeasible Logic.

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Introduzione Lo scopo di questo lavoro e` arricchire la piattaforma powerJade (basata sul framework JADE per la gestione degli agenti e lo scambio dei messaggi) implementando un sistema di coordinazione tra ruoli e agenti utilizzando, per gestire l’aspetto deliberativo, l’architettura BOID e la Defeasible Logic. Il lavoro e` stato realizzato presso il Dipartimento di Informatica della Facolta` di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali dell’Universita` di Torino. Il relatore e` il Prof. Guido Boella. Il documento e` strutturato nel seguente modo: nel capitolo 1 verra` offerta una panoramica sui vari studi effettuati nel campo della programmazione ad agenti in modo da indicare le basi teoriche che hanno ispirato questa tesi. Verranno descritti i Sistemi Multi Agente (MAS), la comunicazione tra agenti e alcuni possibili approcci nella defini- zione delle architetture. Verra` descritta l’architettura BOID e i meccanismi inferenziali della Defeasible Logic che sono stati scelti per implementare l’a- spetto deliberativo nella piattaforma oggetto della tesi. Verra` inoltre definita la metafora ruolo-organizzazione nella definizione di un MAS e verra` infine presentato un esempio di Sistema Multi Agente Normativo. Nel capitolo 2 verra` descritto il Framework JADE: una piattaforma open- source e java-based per la comunicazione tra agenti. In questo capitolo verra` descritta l’architettura di JADE, l’implementazione di agenti e beha- viours, la gestione della comunicazione e dei servizi per poi terminare con una panoramica generale sulle funzionalita` piu` avanzate fornite da questo sistema. Nel capitolo 3 verra` descritto il modello concettuale di powerJade che implementa il paradigma ruolo-organizzazione in JADE.

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Parole chiave

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