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Sistemas multi-agente
para mundos virtuales
            Dr. Miguel Rebollo

  I Congreso sobre Metaversos. Ibiza 2008
El éxito de Internet ha cambiado nuestra
forma de ver la Informática. Ya no es un cálculo
    numérico o procesamiento de ...
¿Qué son los agentes?
Agente /n. Un agente es un sistema
                    computacional capaz de actuar
                    de forma autónoma...
movilidad              racionalidad
    iniciativa
                 persistencia                   veracidad

            ...
movilidad           racionalidad
    iniciativa
                 persistencia               veracidad

                   ...
Arquitecturas de
    agente
Un agente deliberativo es aquel
que contiene un modelo
simbólico del mundo, donde las
decisiones se toman utilizando
mecan...
André Kutscherauer. www.ak3d.com
Un agente reactivo no
emplea modelos simbólicos y
considera la inteligencia como
una prop...
deliberación
                                                                       colaboración
                         ...
Una nueva
  aproximación
En las arquitecturas orientadas a
servicios los agentes son
entidades que proporcionan
servicios ...
Comunicación
KQML
Knowledge Query Manipulation Language




                FIPA
Foundation for Intelligent Physical Agents
ACL social
                      adquisición
                       de roles
semántica formal
alta autonomía
gran heteroge...
Tipos de verbos
   verbo                 descripción                  ejemplo
asertivos    convence de la verdad de un hec...
Conversaciones

Interacciones complejas que van
más allá de un simple intercambio
de mensajes.
Tipos de diálogos
      tipo         situación inicial                   objetivo
persuasión      conflicto                ...
Protocolos FIPA

   query       contract-net   english auction
  request        iterated-    dutch auction
               ...
FIPA-request
Iniciador                   Participante

               request
                refuse
                agree...
Lenguajes de contenido




  KIF          SL
Lenguajes de contenido      co s
                        t i
                    á n
              s e m

 RDF OWL
Sistemas multi-agente
interacción de agentes heterogéneos

              sin control global

              conocimiento descentralizado

       ...
Agentes
en mundos virtuales
Escultura de Benedict Radcliffe
  Restricción
    básica
         No robar
capacidad de procesamiento
     del motor gráfico
¿Qué proporcionan los
    Metaversos?
Representación del entorno

Monitorización continua del entorno

Motor gráfico con ej...
Arquitectura híbrida
      comunicación             colaboración      capa social

                   capa               t...
Arquitectura híbrida
      comunicación             colaboración      capa social

                   capa               t...
Arquitectura híbrida
      comunicación             colaboración      capa social

                   capa               t...
Arquitectura híbrida
      comunicación             colaboración      capa social

                   capa               t...
Arquitectura híbrida
      comunicación             colaboración      capa social

                   capa               t...
Aproximaciones
Objetos como agentes
Centradas en los agentes
Agentes abstractos
Topologías de agentes
Aproximación complet...
Objetos como agentes




                               Maher & Gero. Agent Models for 3D Virtual Worlds
Ciertos objetos p...
Centrada en agentes

Agentes diseñados ad-hoc son
el elemento central.

Excesivamente integrados en
la plataforma

Aproxim...
Agentes abstractos




                             A. Hitchcock. Los pájaros (1964)
Centrados en el sistema
global que su...
Topologías de agentes

            Centrados en modelos de
            distribución de agentes en
            red, que per...
Aproximación completa




                                   Max E. Wahyudi. Song Hye Kyo. CGSociety.org
Simulación y anim...
Ejemplos
JGomas

Entorno para desarrollar y ejecutar
agentes en entornos 3D

Juego: capturar la bandera

Sólo es necesario implemen...
(pincha en la imagen para ver vídeo)




                                 http://www.vimeo.com/1179936




               ...
Modelado de multitudes

                                                 Control del espacio

                            ...
Seguimiento de un peatón autonomo




                                          Simulación de un grupo de visitantes
     ...
Instituciones
           electrónicas 3D
Regulación de normas e
interacciones

edificio institucional
avatares
habitaciones...
Subasta en una galería de arte
Interfaz multi-modal

Estados emocionales

Tecnologías del acuerdo




    Cuestiones abiertas
Resumiendo…
                Los agentes permiten construir entidades inteligentes,
                autónomas y flexibles qu...
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  1. 1. Sistemas multi-agente para mundos virtuales Dr. Miguel Rebollo I Congreso sobre Metaversos. Ibiza 2008
  2. 2. El éxito de Internet ha cambiado nuestra forma de ver la Informática. Ya no es un cálculo numérico o procesamiento de información. Es interacción y coordinación entre entidades. Los agentes nos proporcionan medios para diseñar e implementar programas interactivos, entre máquinas, personas o ambos. —Prof. Michael Luck. Coordinador AgentLink
  3. 3. ¿Qué son los agentes?
  4. 4. Agente /n. Un agente es un sistema computacional capaz de actuar de forma autónoma y flexible en entornos dinámicos e impredecibles, habitualmente en dominios multi-agente. Tron. Tron (1982)
  5. 5. movilidad racionalidad iniciativa persistencia veracidad benevolencia reactividad confianza sociabilidad seguridad autonomía Ag. Smith. The Matrix (1999) Otras características
  6. 6. movilidad racionalidad iniciativa persistencia veracidad benevolencia reactividad confianza sociabilidad seguridad autonomía Angel. Acoso (1994) Otras características
  7. 7. Arquitecturas de agente
  8. 8. Un agente deliberativo es aquel que contiene un modelo simbólico del mundo, donde las decisiones se toman utilizando mecanismos de razonamiento lógicos basados en la manipulación simbólica.
  9. 9. André Kutscherauer. www.ak3d.com Un agente reactivo no emplea modelos simbólicos y considera la inteligencia como una propiedad emergente de sistemas complejos. Suele organizar su comportamiento en jerarquías de tareas.
  10. 10. deliberación colaboración planificación social plan conjunto planificación Un agente híbrido está planificación local plan local formado por una parte reactiva y otra deliberativa, estructuradas en capas con diferentes niveles de modelo comportamientos del mundo abstracción. reactividad percepción comunicación acción Modelo de agente de INTERRAP
  11. 11. Una nueva aproximación En las arquitecturas orientadas a servicios los agentes son entidades que proporcionan servicios y gestionan servicios de terceros
  12. 12. Comunicación
  13. 13. KQML Knowledge Query Manipulation Language FIPA Foundation for Intelligent Physical Agents
  14. 14. ACL social adquisición de roles semántica formal alta autonomía gran heterogeneidad dialectos abiertos organizaciones
  15. 15. Tipos de verbos verbo descripción ejemplo asertivos convence de la verdad de un hecho informar comisivos convence de un curso de acción prometer afecta al estado en que se declarativos declarar encuentran las cosas intenta convencer de que se realice directivos proponer una acción expresivos expresa un estado mental preferir J. Searle: Speech Acts, 1969
  16. 16. Conversaciones Interacciones complejas que van más allá de un simple intercambio de mensajes.
  17. 17. Tipos de diálogos tipo situación inicial objetivo persuasión conflicto resolución de conflictos negociación conflicto de intereses hacer un trato necesidad de una deliberación tomar una decisión acción búsqueda inf. ignorancia personal expandir conocimiento interrogación ignorancia general aumentar conocimiento erístico antagonismo humillación D. Walton: Argumentation Illuminated, 1992
  18. 18. Protocolos FIPA query contract-net english auction request iterated- dutch auction contract-net request-when brokering subscribe recruiting propose
  19. 19. FIPA-request Iniciador Participante request refuse agree failure inform-done [agreed] inform-result
  20. 20. Lenguajes de contenido KIF SL
  21. 21. Lenguajes de contenido co s t i á n s e m RDF OWL
  22. 22. Sistemas multi-agente
  23. 23. interacción de agentes heterogéneos sin control global conocimiento descentralizado visibilidad limitada Panografía de Hans Brinker (Flickr)
  24. 24. Agentes en mundos virtuales
  25. 25. Escultura de Benedict Radcliffe Restricción básica No robar capacidad de procesamiento del motor gráfico
  26. 26. ¿Qué proporcionan los Metaversos? Representación del entorno Monitorización continua del entorno Motor gráfico con ejecución remota API para la interacción con el avatar
  27. 27. Arquitectura híbrida comunicación colaboración capa social capa tareas base de deliberativa scheduler conocimiento capa capa cognitiva reactiva dispatcher módulo de módulo de módulo de información decisión ejecución sensores actuadores capa física
  28. 28. Arquitectura híbrida comunicación colaboración capa social capa tareas base de deliberativa scheduler conocimiento capa capa cognitiva reactiva dispatcher módulo de módulo de módulo de información decisión ejecución sensores actuadores capa física
  29. 29. Arquitectura híbrida comunicación colaboración capa social capa tareas base de deliberativa scheduler conocimiento capa capa cognitiva reactiva dispatcher módulo de módulo de módulo de información decisión ejecución sensores actuadores capa física
  30. 30. Arquitectura híbrida comunicación colaboración capa social capa tareas base de deliberativa scheduler conocimiento capa capa cognitiva reactiva dispatcher módulo de módulo de módulo de información decisión ejecución sensores actuadores capa física
  31. 31. Arquitectura híbrida comunicación colaboración capa social capa tareas base de deliberativa scheduler conocimiento capa capa cognitiva reactiva dispatcher módulo de módulo de módulo de información decisión ejecución sensores actuadores capa física
  32. 32. Aproximaciones Objetos como agentes Centradas en los agentes Agentes abstractos Topologías de agentes Aproximación completa (Aranda, Carrascosa & Botti, 2007)
  33. 33. Objetos como agentes Maher & Gero. Agent Models for 3D Virtual Worlds Ciertos objetos pueden percibir su entorno y actuar sobre él con mecanismos de razonamiento básicos.
  34. 34. Centrada en agentes Agentes diseñados ad-hoc son el elemento central. Excesivamente integrados en la plataforma Aproximación habitual en videojuegos
  35. 35. Agentes abstractos A. Hitchcock. Los pájaros (1964) Centrados en el sistema global que surge del comportamiento emergente de un MAS.
  36. 36. Topologías de agentes Centrados en modelos de distribución de agentes en red, que permiten construir sistemas escalables, robustos y eficientes.
  37. 37. Aproximación completa Max E. Wahyudi. Song Hye Kyo. CGSociety.org Simulación y animación de entidades virtuales inteligentes con capacidades de movimiento, cognición, razonamiento, expresión, emociones, motivación aprendizaje y habilidades sociales entre otras.
  38. 38. Ejemplos
  39. 39. JGomas Entorno para desarrollar y ejecutar agentes en entornos 3D Juego: capturar la bandera Sólo es necesario implementar el comportamiento de los agentes
  40. 40. (pincha en la imagen para ver vídeo) http://www.vimeo.com/1179936 Detalle de coordinación entre agentes
  41. 41. Modelado de multitudes Control del espacio Percepción del entorno Comportamientos de navegación y motivación Batalla de Pelennor. El retorno del Rey (2003)
  42. 42. Seguimiento de un peatón autonomo Simulación de un grupo de visitantes en el Gran Templo de Petra (Grecia) (pincha en las imágenes para ver vídeo) (Dimitri Terzopoulos)
  43. 43. Instituciones electrónicas 3D Regulación de normas e interacciones edificio institucional avatares habitaciones puertas mochila con obligaciones mapa eventos/acciones/mensajes (Marc Esteva et al., 2007)
  44. 44. Subasta en una galería de arte
  45. 45. Interfaz multi-modal Estados emocionales Tecnologías del acuerdo Cuestiones abiertas
  46. 46. Resumiendo… Los agentes permiten construir entidades inteligentes, autónomas y flexibles que operen en entornos dinámicos e impredecibles. Los mundos virtuales son el entorno ideal para que agentes y personas se encuentren y colaboren.
  1. A particular slide catching your eye?

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