Ingenieria Del Agente
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  • Hey chicos !!! y su código fuete completo dónde se puede encontrar ????
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Ingenieria Del Agente Document Transcript

  • 1. IA: Agente Farmacéutico . AGENTE FARMACEÚTICO Andrea Espinosa e-mail: asesoinosa@utpl.edu.ec Mayra Criollo e-mail: mjcriollo@utpl.edu.ec Mercy Jiménez e-mail: mejimenezxx@utpl.edu.ec 1. ABSTRACT El presente trabajo consiste en la elaboración de Un agente posee cierto conocimiento inicial el un agente inteligente que permite agilizar la cual debe ser retroalimentado con las atención de los clientes en una farmacia, experiencias y percepciones que está captando despachar rápidamente las recetas médicas, ser del entorno que lo rodea, se espera que exista capaz de entender lo que dice la receta una especie de aprendizaje continuo y evolutivo. expendida por los médicos y entregar el producto o medicina correcta, brindando seguridad a los Palabras clave: Agente inteligente, Agente clientes. Con el agente se puede lograr reducir la basado en utilidad, agente basado en objetivos, utilización del personal y disminuir el tiempo de Algoritmo A*, Algoritmos genéticos, Algoritmo espera para expedir el pedido de las personas. voraz local. 2. INTRODUCCIÓN 3. Objetivos La inteligencia artificial se ha enfocado sobre la  Nuestro objetivo es presentar, explicación del trabajo mental y construcción de identificar, definir y clasificar el tipo de algoritmos de solución a problemas de propósito agente inteligente que tratamos de general. Ya que un sistema de inteligencia modelar. artificial tiene enormes ventajas respecto a los humanos. Por ejemplo, su capacidad de  Aplicar medidas de desempeño o almacenamiento, su capacidad para tomar rendimiento que sirvan para definir que decisiones racionales sin prejuicios o emociones tan exitoso es nuestro agente que perturben el resultado.  Conocer los tipos de ambiente en los Debemos saber que es un agente inteligente; es que un agente inteligente trabaja. una entidad software que, basándose en su propio conocimiento, realiza un conjunto de operaciones para satisfacer las necesidades de un usuario o de otro programa, bien por iniciativa 4. DESARROLLO propia o porque alguno de éstos se lo requiere [1]. La efectividad del agente se mide a través de las medidas de rendimiento y las decisiones que El contexto del problema se ubica en una tome en un momento dado dependerán de la farmacia, la cual necesita de una mejor atención secuencia de percepciones que tenga hasta ese a sus clientes y sobre todo eficiencia para su instante. negocio, ya que las estanterías dispone de varias alturas para almacenar los medicamentos, y por lo general los encargados de atender a los
  • 2. clientes no tienen esa eficiencia y la rapidez que estados que englobará el conjunto de estados se necesita para el momento de atender y que definen el ámbito total de nuestro agente, es despachar el pedido. decir el conjunto de todas las combinaciones posible Agente – Estado. Por lo que la solución y la mejor manera de incrementar la venta en el negocio y tener una El espacio de estados es la totalidad de la mejor atención al cliente se ha optado por la farmacia, pues el agente puede posicionarse en implementación de un agente inteligente cualquier lado del mismo. farmacéutico, que pueda resolver este inconveniente. El agente farmacéutico necesitará de: 6. OBJETIVO DEL AGENTE Punto de Partida o estado inicial, es el punto de inicio de la actividad del agente inteligente, El objetivo del agente es recoger todos los ahí es donde recibe las órdenes que el medicamentos o productos que se le pida y farmacéutico le de y la recepción de recetas alcanzar el punto de inicio para depositarlos en la médicas a ser despachadas. [2] zona de intercambio, para ello el agente deberá evaluar en función de los obstáculos fijos el Punto de Destino, el punto de destino siempre camino o caminos a seguir, así mediante coincidirá con el punto de inicio ya que el agente comparaciones sucesivas se interrogará sobre si siempre deberá regresar a él para entregar los el estado alcanzado coincide con el estado productos que hayan pedido los clientes. [2] objetivo o estado final que se persigue, ejecutará en ese punto la acción pertinente. Ruta, el agente inteligente siempre tendrá un objetivo que perseguir, la misma que puede tener varios puntos de destino intermedios, las cuales corresponderán a las coordenadas de ubicación 7. RESTRICCIONES [2] de cada producto seleccionado o pedido por el cliente. Las restricciones o limitaciones de nuestro agente son los obstáculos que se le presentan para llegar al objetivo, este agente estará diseñado para evaluar si un obstáculo es móvil y permanente o fijo, el mismo que irá actualizando su base de conocimientos y marcará ese obstáculo, y procederá a ejecutar una nueva búsqueda para llegar hasta el objetivo.  Obstáculos Fijos.- Estos son las paredes del almacén y las estanterías.  Obstáculos Móviles.- Son aquellos como cajas desparramadas, miembros del personal con los que el agente se pueda topar, para llegar al objetivo. 8. EL AMBIENTE Figura 1. Esquema del Agente Para poder saber el tipo de ambiente sobre el cual se desenvolverá el agente farmacéutico debemos conocer bien el problema y el entorno 5. ESPACIO DE ESTADOS físico sobre el cual va a actuar, siempre tomando en cuenta las necesidades que debemos cubrir. En nuestro caso analizando los tipos de Un espacio es una configuración posible del ambientes que existen podemos ver que el sistema, esto en nuestro ámbito es un caso real, agente farmacéutico operará sobre un entorno al conjunto de éstos se denomina espacio de
  • 3. parcialmente observable ya que por algún factor consistirá en un engranaje de ruedas y como el ruido dentro de la farmacia puede no cadenas, para que el agente pueda obtener la información necesaria para buscar el avanzar y retroceder. producto que desea el cliente y discreto por que  Rotor, es necesario para posibilitar el en efecto las percepciones que realiza el agente giro de los engranajes y que el agente son finitas y están cuantificadas así como sus pueda conseguir movimientos acciones. circulares.  Brazo y mano articulados, le ayudarán al movimiento adecuado para la recepción del producto y la receta 9. COMPONENTES médica.  Micrófonos y Altavoces, para escucha de órdenes. El agente necesitará de algunos componentes para realizar su actividad: 9.1 Sensores [3] Los sensores son una parte esencial en el agente inteligente farmacéutico para que tenga la capacidad de percibir lo que sucede en el medio ambiente, para lo cual incorporará:  Sensor sonar, le servirá para detectar objetos a distancia o los obstáculos que se le presenten en el camino  Sensores de Fuerza sensitiva, le permite al agente percibir y controlar la ubicación de sus articulaciones con mucha mayor precisión.  Sensor Táctil le permite tener contacto con las personas y aplicar la fuerza necesaria de acuerdo al medicamento  Sensor Inercial, éste sensor le ayuda para la captura y análisis de movimiento, y a medir la aceleración y velocidad angular.  Cámara, le permite capturara las Figura 2. Componentes del Agente imágenes en tiempo real, es decir captar escenas del medio ambiente.  sensores Bump izquierda y derecha para detectar choques. 10. TIPO DE AGENTE  Programa de OCR, para el reconocimiento de los caracteres de la receta médica escrita de forma Entre los distintos tipos de agentes que se manuscrita por los médicos. presentan en Inteligencia Artificial, y analizando las tareas o actividades que realizará nuestro 9.2 Actuadores [3] agente se ha podido concluir que es un Agente Basado en objetivos ya que nuestro problema se El agente debe responder ante los estímulos que basa en la consecución de un fin y basado en le llegan mediante acciones físicas, nuestro utilidad porque debe emprender todas aquellas agente contará con los siguientes actuadores: acciones que favorezcan obtener el máximo de su medida de rendimiento para el éxito en la  Locomoción, este actuador está realización de sus tareas encontrar la mejor ruta. relacionado con el sensor inercial por que le permitirá trasladarse de un lugar a otro.  Motor, le servirá para activar el dispositivo de traslado del agente, que
  • 4. 11. FICHA DEL AGENTE pronunciada búsqueda en estrella. La ventaja que ofrece este algoritmo a nuestro agente es que permite evaluar los nodos combinados g(n) Tipo de agente: determinando el coste para alcanzar el nodo, y h(n) evalúa el coste para llegar al objetivo; como Farmacéutico. sabemos este algoritmo es para encontrar caminos en grafos, apoyándose en el hecho de Medidas de rendimiento: que a veces para llegar a la solución hay que dar pasos que tienen un mayor coste que otros. Es  Rápido. una combinación del algoritmo en profundidad y  Eficiente. el de anchura, lo que ayuda a encontrar la  Seguro. solución optima.  Calidad de trabajo. Entorno: 12.2 Algoritmo Genético [6]  Personas. El agente puede basarse en algunas  Almacén. técnicas para su aprendizaje (árboles de  Medicamento. decisión, algoritmos genéticos, reglas de inducción); para el agente farmacéutico que Actuadores: se modela en este proyecto se lo caracteriza dentro del aprendizaje inductivo,  Locomoción. ya que permite al agente aprender de los  Motor hechos observados.  Rotor  Brazo y mano articulados. Este tipo de algoritmos se puede utilizar en  Micrófono cualquier tipo de problema, ya que se basa  Altavoces en el principio de la evolución natural Sensores:  sonar 13. PLANTEAMIENTO DEL  Inercial PROBLEMA  táctil  Fuerza sensitiva El problema es encontrar la mejor ruta para llegar  Bumpers al medicamento solicitado por el cliente. Con el  Infrarrojo Agente Farmacéutico queremos mejorar la  Cámaras atención en las farmacias sobre todo en tiempo, rapidez y seguridad. Como una solución a este problema se ha 12. TIPOS DE BÚSQUEDA elegido dos algoritmos para uno para que elija la mejor ruta (Algoritmo A*) y el otro para su aprendizaje (Algoritmo Genético). Todo problema en inteligencia Artificial lleva inherente un problema de búsqueda. Para elegir el algoritmo con el cual actuará y aplicará nuestro agente para encontrar la mejor ruta al 14. ¿POR QUÉ IMPLEMENTAMOS objetivo y para ir aprendiendo se debe ESTOS ALGORITMOS? primeramente saber en que consiste cada tipo de búsqueda y haber comprendido el problema que se desea resolver. Algoritmo A*: Lo utilizamos por que nuestro Los algoritmos que podemos implementar en agente inteligente debe percibir que una persona nuestro agente son: se encuentra en la farmacia solicitando que le despachen una receta médica, el tiene que estar 12.1 Algoritmo de búsqueda A* [4] en la capacidad de recibir la receta médica e interpreta mediante el sensor El algoritmo de búsqueda que se acopla con el OCR(reconocimiento óptico de caracteres) el agente farmacéutico es el algoritmo A* también pedido de los fármacos y determinar cuántas
  • 5. capturas debe realizar en los estantes como Crea cada una de las celdas de las filas y columnas ejemplo con una captura de 5 fármacos de la matriz que se muestra en le frame, contiene primeramente se acercara a buscar la medicina métodos de inicialización para el recorrido de la que se encuentre más próxima a él, calculando matriz, donde la función getSalida busca el camnimo las distancias de cada una de los productos al objetivo. solicitados y dependiendo de los resultados del cálculo de las distancias se moverá buscando el siguiente medicamento. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 Medicamento 1 7 8 Medicamento 2 9 1 0 ALMACEN Figura 3. Esquema de recorrido DESCRIPCION: Código En la funcion principal crea el frame donde se va implementar la matriz donde se va llevará a cabo la busqueda, además llama a la función init() y start () La función de salida representa el agente, y la de llegada pertenece al nodo objetivo. Se declara las variables con las que empieza la función heurística en este caso tenemos g y h Esta función define el tamaño de la matriz tomando en cuenta las filas y columnas.
  • 6. Algoritmo Genético: Es importante dentro de nuestro agente ya que mientras mas tareas realiza percibiendo del entorno, tiene más probabilidades de aprender, con la finalidad de ser capaz de actuar de Función f(n) permite encontrar el coste del camino forma autónoma sumando g(n) que es el coste del camino para alcanzar el nodo y h(n) el coste de ir al nodo objetivo. El agente farmacéutico da soluciones en base al aprendizaje de algoritmos genéticos, el mismo que puede generar conocimiento de acuerdo al espacio de estados que puede tomar en cuanto a un pedido medico.  Cuando se da demasiada concurrencia La función encuentraCamino permite buscar en las de clientes en la farmacia el agente celdas ordenadas el camino mediante el coste de puede capturar varios pedidos médicos cada uno de ellos, calcula en las celdas hijas con el donde aplicara su conocimiento para valor mínimo para seguir expandiendo la celda y de tomar la mejor decisión en el despacho esta manera llegar al objetivo. de productos. Cuando aún no se encuentra el camino solución la  El agente tiene que estar en la variable sol_encontrada denota el valor de falso, capacidad de no confundir el entonces compara si la solución es diferente de falso medicamento de cada pedido. y abiertos diferente de vacía expande una nueva celda y de esta manera genera sus sucesores para DESCRIPCION: CODIGO encontrar el mejor nodo objetivo. El algoritmo genético puede presentar diversas variaciones, dependiendo de cómo se aplican los operadores genéticos (cruzamiento, mutación), de cómo se realiza la selección y de cómo se decide el reemplazo de los individuos para formar la nueva población, para generar las distintas rutas hemos ejecutado cada una de las parte que lo conforma estas son: 1.- Inicialización Para escoger una parte de la población se genera aleatoriamente y se realizan operaciones en estado inicial, que está constituida por un conjunto de cromosomas los cuales representan las posibles soluciones del problema. En caso tenemos registrada una población en un archivo .txt para que se vaya llamando cada elemento, véase en la Fig. 8
  • 7. Figura. 8 Archivo de la población El tamaño de la población es de 6 de esta manera Figura. 10 Inicialización de operaciones permitirá indicar cada individuo, cromosoma, genes, y buscar la ruta optima. . Así que mientras no se cumpla la condición de término se hace lo siguiente: 2.- Evaluación  Selección.- Después de saber la aptitud de cada cromosoma se procede a elegir los Cada uno de los cromosomas de esta cromosomas que serán cruzados en la población se aplicará la función de aptitud para saber siguiente generación. Los cromosomas con cómo que tan buena es la solución de la ruta mejor aptitud tienen mayor probabilidad de encontrada, refiérase a la figura 9. ser seleccionados. Refiérase a la figura11, indica como hemos realizado la operación de selección. Figura. 9 Cálculos de la aptitud Con la función Fitness permite indicar que aptitud para saber que tan buena es la elección. 3.- Condición de término El Algoritmo Genético se detiene cuando se alcanza la solución óptima, pero entendemos que se desconoce por qué el algoritmo genético aun no aplica todas las operaciones para buscar la ruta óptima. Hemos indicado que el algoritmo genético mantiene un tamaño de población, tamaño ELITE (una porción de esa población), cruzamiento, Figura 11. Operaciones de selección de generaciones, TSP (problema de resolución de rutas), población. observe en la figura 10, que indica la inicialización de cada operación.  Cruzamiento.- El cruzamiento es el principal operador genético que se establece, representa la reproducción sexual, opera sobre dos cromosomas a la vez para generar dos descendientes donde se combinan las características de ambos cromosomas padres. Vea la figura 12.
  • 8. Figura 12. Operaciones de mutación  Reemplazo.- una vez aplicados los operadores genéticos, se seleccionan los mejores individuos para conformar la población de la generación siguiente Obtención de la mejor ruta: Figura 11. Operaciones de selección de población. Cruzamiento de cromosomas padre y cromosomas hijo dentro de la población.  Mutación.- modifica al azar parte del cromosoma de los individuos, y permite alcanzar zonas del espacio de búsqueda que no estaban cubiertas por los individuos de la población actual. Véase la figura 12. Figura 13. Obtención de la mejor ruta.
  • 9. 15. CONCLUSIONES [4] El cerro de reyes estrena la primera farmacia con robot de dispensación automática citado (2010 enero 08) disponible  Un agente puede ayudar a resolver en http://www.hoy.es/20090605/badajoz/cerro- problemas que se presentan en la vida reyes-estrena-primera-u20090605.html cotidiana cumpliendo ciertas medidas de [5] rendimiento que permitan cumplir los http://lear.inforg.uniovi.es/ia/Archivos/Apun objetivos para los cuales fue creado. tes%20y%20t/Tema4.2(BESolCompletas-  Debemos tener bien definido lo que BL).pdf queremos resolver con el agente inteligente, [6] Genetic Algorithm para poder aplicar algoritmos de búsqueda y http://www.obitko.com/tutorials/genetic- de aprendizaje. algorithms/ga-basic-description.php [7] Russell Stuart, Norvig Peter Inteligencia Artificial Un enfoque moderno, 2da edición 16. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS [8] Citado (2010 enero 08) La farmacia del futuro disponible en http://www.lafarmaciadelfuturo.net/2009/08/rob ots-de-farmacia.html [1] Wooldridge y Jennings, 1995 [9] ArtificialInteligencia http://www.a-i.com/ [2] Díaz Noel Mamoghli disponible en http://profesores.sanvalero.net/~w0467/iartifici al4/Agentes%20Inteligentes/Ejemplos%20de% 20Trabajos/Agente%20Farmaceutico.doc [3] http://www.ceaifac.es/actividades/jornada s/XXI/documentos/ja00_075/ja00_75.pdf