Distintas Arquitecturas...
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DistintasArquitecturasMultiAgente
AnaLiliaLaureano-Cruces
UniversidadAutónomaMetropolitana-Azcapotzalco
Referencia:Laureano-Cruces.TesisDoctoral.InteracciónDinámicaenSistemasdeEnseñanzainteligentes-IIBB-UNA.http://kali.uam.mx/clc/
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Suposicionesconsideradasparalasarquitecturasreactivas
Brooks,creóestaarquitecturateniendoencuentalassiguientessuposiciones:
1. Unaconductacompleja,nonecesariamentetienequeserproductodeunsistemadecontrolcomplejo,másbienunaconductacomplejapuedeservistacomoelreflejodeentornoscomplejos.Estasuposiciónestárelacionadaconlaideadeinteligencia.
2. Enestetipodediseñolacomunicacióndelasinterfacesesimportante.Comoestamostrabajandoconundiseñoincremental,sesugierequesiencuentranenalgúnmomentdificultadesseregreseysecambien(reduciendooagrandando)losmódulos.
3. Deseamosconstruirrobotsbaratosquepuedanvagabundearenespacioshumanos,sinlaintervencióndeéstos.
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4. Elmundohumanoestridimensional,noessólounmapadedosdimensiones,asíqueelrobotdebesercapazdemodelarloentresdimensiones,paraqueseaviablelacohabitaciónconhumanos.
5. Lossistemasdecoordenadasabsolutassonfuentedeerroresacumulativos;paraevitarlosedebentenermapasrelacionalesquesonmasútilesparalosrobotsmóviles,sinembargo,estaideaalteralosespaciosdediseñoparalossistemasdepercepción.
6. Sirealmentedeseamosquelosrobotsnosayudenentareashumanas,nosedebenconstruirmundosartificialesperfectosparalosrobots;estasuposiciónestarelacionadaconlaideadeubicación.
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7. Aunquelosdatosdelossensoresdeultrasonidosseobtienenfácilmentenorepresentanunafuentericaparadescribirelmundosiendolosdatosvisualesmejoresparaestepropósito.Porestacausaelsonardebeutilizarseenlasinteraccionesdelosnivelesbajos,paraevitarobstáculosentiemporeal.
8. Paralarobustez,elrobotdebesercapazdedarsecuentacuandounsensorfallaocomienzaadarlecturaserróneasydebesercapazderecobrarserápidamente;estoimplicaqueelrobotdebesercapazdecalibrarsesolo,yademásdebehacerloconstantemente.
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9. Estamosinteresadosenfabricarrobotsquepuedansobrevivirpordías,semanasymesessinlaasistenciahumanaenunentornocomplejoydinámico,talesrobotsdebensercapacesdemantenerseasímismos.
PartiendodeestassuposicionesBrookscreóunaarquitecturadivididaencapasconductuales;estadivisiónesrealizadadesdeelpuntodevistadelasmanifestacionesexternasdeseadasenelsistemadecontroldelrobot.Enlugardefijarseeneltrabajointernodelasolucióndeestasconductas,estasuposiciónestarelacionadaconlaideadeinteligencia
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Arquitecturaincluida(subsumption-architecture)
Nivel0
Nivel1
Nivel2
Nivel3
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Losmóduloshacentareasenparalelo;perosidosmódulosentranenconflicto(implicaresultadoscontradictorios).
Setomaránencuentasololosdatosqueprovienendelmódulosuperior.
Sinembargosielmóduloinferiorproduceresultadosmientraselsuperiornotrabaja;setomaránenconsideraciónlosdatosproducidos.
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Interpretación
Loanteriorsetraduceenque,independientementedelniveldecapaendondeseencuentrelaacción,aesenivelnoleimportaránlascapasdearriba,quesolamentepuedeninteractuarconellaatravésdelflujodedatos.Deestaformacadanivellograsucompetenciaconlaayudadelascapasquetienedebajodeél.Esteprocesocontinuaráhastaelúltimoniveldondeseencontrarálaconductamascompleja.
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ArquitecturaJerárquicaMulti-Agente
García-Alegre,BustosyGuinea,proponenunaArquitecturaJerárquicaMulti-AgenteparalageneraciónincrementaldeconductadecomplejidadcrecienteenelmarcodelaRobóticaAutónoma.
Dentrodeestemarcodereferenciadefineloscuatrocomponentesbásicosdelaarquitectura:agente,agentes,básicos,nivel,comunicaciones.
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Agente:Constituyelaunidadfundamentaldelaarquitecturayabarcatantoaspectosreactivoscomodeliberativossinningunarestricciónensugradodecomplejidad.
Agentesbásicos:Sedefinencomolosbloqueselementalesdeconstrucciónquesonnecesariospararesolverunaclaseespecíficadeproblemas,porejemplomovimientolibredecolisióndelsistemaomovimientosdelojo.
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Nivel:EnglobaaunconjuntodeAgentesquecompartenunlenguajecompuestoporunconjuntodetérminosrelacionadosconlapercepciónylaactuación.
Comunicación:Enestajerarquía,losnivelessecomunicanentresí,atravésdecanalesbiç➔direccionalesquenotienenasociadaunasemántica,porlocuallosprotocolosdecomunicacióndebendefinirseentreloselementoscomunicantes.
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DesdeunaperspectivaglobaldePercepciónç➔Acción,existendosflujosdeinformación:
Dearriba➔abajoguiadoporlosobjetivosquedependedelosmecanismosdecoordinacióndiseñadosparautilizarlashabilidadesdelosAgentesdelnivelinferior.Deabajo➔arribadirigidoporlosdatossensoriales,seencargade,lapropagacióndelainformacióndelestadodelrobot-entorno.
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Lacoordinaciónesunmecanismofundamentalqueserealizaentiemporealydependeasuvezdelosobjetivosydelasituaciónenqueseencuentreelrobotenelmundo.DeestaformalosAgentesdeundeterminadoNivelsehayancoordinadosporlosdelNivelsuperiorquelespidelasolucióndeundeterminadotipodeproblemasenloscualesellossonespecialistas,afindealcanzarsuobjetivo.Enlaprácticanoexisteunagarantíadequelapeticiónsealcanceconéxito,perosíunarespuestaanteelproblemaencontradoyunapeticióndeayudaounmecanismodecortequedevuelvaelcontrolalNivelsuperior.
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Lapropagación,hacereferenciaalflujodeinformaciónperceptualqueprogresadesdeelNivelinferioralsuperior.UnAgentepropagaestetipodeinformacióncuandoselesolicitadeformaexplícitaobiencuandonopuederealizarsustareasdentrodelasrestriccionesimpuestasporunAgentedeNivelsuperior.
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ArquitecturaJerárquicaMultiAgenteRobot
Humano
Stop&Back Avoid Forwrd
GoToPoint FollowContour GoAcross
PathPlanner Cartographer
Pilot:
Percepción
Acción
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ArquitecturaModularHorizontal
Esunadelasmásutilizadas
Sebasaenmóduloshorizontalesenlazadosporenlacespredeterminados.
Estetipodearquitecturasseensamblanycadamódulotieneasucargounafunciónhorizontalespecífica.
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Comandosdelossensoresylosefectores
Focodeatención
Percepción Acción
RepresentacióndelMundo
FuncionesdeInterpretación
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Módulosmásutilizados
PercepciónyfuncionesdemotorMandareinterpretarlascomunicacionesUnabasedecreencias;quecomprendeelentornoyotrosagentesExperticiaeneldominiodehabilidadesManejodeobjetivosytomadedecisionesPlanificacióndeacciones
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Controljerárquicoadaptativo
Kaelbling,proponesunaarquitecturaprimariaqueseríaigualquelapropuestaporBrooks.Seguiráexistiendolagranularidaddelascapasconductuales,pero,dentrodecadaniveldecompetenciaexisteunadescomposiciónhorizontalmayor.
Conestamayordescomposiciónhorizontaldentrodecadaniveldecompetencia,sepretendequecualquieradelossubcomponentesdeacciónpuedatomarventajadecualquieradelassalidasdelcomponentedepercepción.
Existeunamayordivisión,dóndecadaconductaserádescompuestaencapasdeabstracción,conlecturasdesensorsininterpretaciónenlosnivelesmasbajosymodelosdelmundosofisticadoenlosnivelesmásaltos;enestecasoelcomponentedeacciónconsistiráenunconjuntodeconductas.
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Otracaracterísticadeestapropuestaesuncontroljerárquicoadaptativo,quevistaentérminosdediferentesconductas,paralocualsecrearonprocedimientosllamadosmediadores.
Hayquehacerhincapiéenqueestetipodearquitecturaseldiseñoporabstracciónconductualesimportanteyesendondesebasaeldiseñodelsistemainteligentedecontroldelrobot.Yesimportantequeexistaunareciprocidadconelsubcomponentedepercepción.
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ControlJerárquicoadaptativo
SigueparedesEvitaobstáculos
Nivel2
Nivel1
Comandodeacción
ModelodelMundo
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ElControlseencuentraenelanálisisydiseño
Elcontrolseencuentraenelanálisisyeldiseño,deaquíqueésteseatanimportante.
Semencionóqueelmodeladointernodelsistemaserealizaenbaseacómosedeseasecomporteelsistema.Implicatenerunaclaraycompletaideadequéesloquedeseamosrealiceelsistema.
Deotraformaseríaimposiblefijarobjetivosparcialesacadaunodelosagentesdeacuerdoasustareas.
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Loanteriorsetraduceenquelosdiseñadoresdesistemasconagentesreactivosdeben:
invertirmuchotiempoeneldiseñoparadejarpre-compiladoofijoenhard-wireelmecanismodeacción-selección.
Mientraslosmecanismosdeplanificación(inteligenciaartificialtradicional)dejanmuchotrabajoalagentedeliberativo.
Laaproximaciónreactivadejamuchotrabajodeliberativoaldiseñador.
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PropiedadesdeunSistemaReactivo
Lareactividadestarepresentadaporunmodelobasadoenlaconducta(agentesreactivos)deunadeterminadaactividad.
losagentesreactivos,éstossonsimplesyfácilesdecomprender;nobasansufuncionamientoenunarepresentacióninternadelentorno,estoes,desarrollanaccionescomplejasconarquitecturassimples,deaquísumenorcosto.
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Estosagentesseconsideranubicados(situated),loquesignificaquenotomanenconsideracióneventospasadosynosonincapacesdeverhaciaelfuturo;susaccionesestánbasadasenloquesucedeenundeterminadoinstanteyenlacapacidadparaobtenerlaslascaracterísticasdelmundoquelepermitenactuar,porlotanto,noplanificanloqueharán.
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FIN