Maíra Ribeiro Rodrigues

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1 Seminário PPGINF - UCPel Maíra Ribeiro Rodrigues University of Southampton, UK

2 Formação Bacharelado em Ciência da Computação UCPel, Tópico: Agentes Improvisacionais de Interface Orientação: Antonio C. da Rocha Costa e Graçaliz Dimuro Mestrado em Ciência da Computação UFRGS, 2003 Tópico: Agentes Sociais e Simulação Social Orientação: Antonio C. da Rocha Costa e Rafael Bordini Doutorado em Ciência da Computação Universidade de Southampton, UK, 2007 Tópico: Técnicas Sociais para Interações Efetivas em Sistemas Cooperativos Abertos Orientação: Michael Luck

3 Introdução Motivação Arquitetura para agentes cooperativos Modelo social: teoria dos valores de troca Modelo computacional: cooperações não monetárias Mecanismos Complementares Resultados Experimentais Conclusões

4 Passado e presente: Dados e ferramentas desenvolvidos para uso próprio (indivíduos ou organizações) Mudança de paradigma: sistemas distribuídos onde dados e ferramentas são disponíveis como serviços Sistemas distribuídos oferecem funcionalidade para compartilhamento de serviços Ganhos com compartilhamento aumentam com o desenvolvimento de ferramentas com diferentes funcionalidades e dados de vários tipos (e.g. publicações científicas, resultados experimentais, etc.)

5 Acesso a recursos distribuídos que complementam ou melhoram recursos próprios novos objetivos possíveis Características: dinamismo, heterogeneidade Tecnologias necessárias para interoperabilidade e acesso de recursos: arquiteturas orientadas a serviços, Grade, web semântica. Agentes: flexibilidade e autonomia Entidades independentes, distribuídas, capazes de comunicação, decisão e cooperação

6 Bioinformática: área de aplicação de sistemas dinâmicos abertos Tecnologias computacionais para adquirir, armazenar, analisar, integrar e gerenciar dados biológicos (genes e proteínas) Projetos responsáveis pelo sequenciamento de genoma de vários organismos (e.g. Projeto genoma humano)

7 Bioinformática x Sistemas distrib. abertos Natureza largamente cooperativa Vasta quantidade e variedade de dados e ferramentas interrelacionados Constantes mudanças: novas descobertas e atualizações Serviços em geral gratuitos

8 Interações neste domínio operam com base na cooperação de indivíduos e organizações Evolução da tecnologia e crescimento: cooperação precisa ser encorajada e facilitada Mais evidente com a falta de sistemas formais de pagamento para serviços recebidos e prestados

9 Agentes prestam e recebem serviços, interagem para troca de serviços

10 Questões chave: Incentivo para provedores de serviço. Não dependência de altruísmo para receber serviços, custo, interesses. Heterogeneidade de serviços sugere preocupação com a qualidade dos serviços na escolha entre alternativas Dinamismo requer decisões e interações também dinâmicas Provedores sobrecarregados (número de requisições, tempo de processamento, etc.) precisam limitar o número de serviços

11 Desafio: desenvolver agentes que operem efetivamente em sistemas abertos que são dinâmicos, heterogêneos, cooperativos e com recursos limitados. Possibilitar que o comportamento cooperativo de agentes provedores ou recebedores de serviços resulte de suas decisões autônomas, ao invés de ser altruísta ou imposto por regras. Meio de prover incentivos não monetários (serviços gratuitos) para prestadores de serviços Meio de analisar a qualidade das cooperações (serviços recebidos e prestados)

12 Método de Avaliação Modelo para Cooperações não Monetárias Mecanismos de Seleção (interações futuras)

13 Método de Avaliação Modelo para Cooperações não Monetárias Mecanismos de Seleção (interações futuras)

14 Baseado na teoria das trocas de valores de Piaget Valores de troca representam a avaliação subjetiva de indivíduos sobre serviços recebidos ou prestados Indicam esforço, custo, ou satisfação de cada indivíduo participante da interação renúncia crédito A 1 A 2 serviço satisfação débito valorização

15 Créditos e débitos adquiridos como resultado das interações: compromissos informais entre agentes. Implicam reciprocidade renúncia crédito A 1 A 2 satisfação valorização débito crédito satisfação A 1 A 2 débito renúncia

16 Modelo de trocas: Primeira Etapa renúncia crédito A 1 A 2 satisfação valorização débito

17 Modelo de trocas: renúncia crédito A 1 A 2 satisfação valorização débito crédito satisfação Segunda Etapa A 1 A 2 débito renúncia

18 Equilíbrio da troca de valores: - + renúncia crédito A 1 A 2 satisfação valorização débito crédito satisfação A 1 A 2 débito renúncia + -

19 Incentivos para cooperação entre agentes Aquisição e gasto de valores não monetários Possibilidades de interações futuras Vantagens do modelo de valores de troca para sistemas heterogêneos e dinâmicos: valores de troca são dinâmicos, variam a cada interação valores de troca tem origem na avaliação do serviço recebido ou prestado, possibilitam a análise da qualidade dos mesmos (equilíbrio)

20 Requisitos do modelo Compensação: serviços trocados compensados de maneira geral Variação: valores aumentam e diminuem de uma interação para outra Escala comum: valores comparados de acordo com a mesma escala Comparabilidade: possibilitar a análise do equilíbrio da troca

21 Definições necessárias: Representação Origem dos valores de troca Conhecimento da valorização Gasto de créditos e pagamento de débitos

22 Representação dos valores de troca Muitas situações, serviços são difíceis de ter um valor estimado Sistemas cooperativos abertos: valores resultantes da avaliação de serviços computacionais Escala quantitativa [0,1]

23 Origem dos valores de troca Valores reais de satisfação e renúncia (custo), presentes em qualquer tipo de troca Determinados objetivamente através de processos de avaliação (e.g., função de utilidade) Valores virtuais de crédito e débito Determinados subjetivamente, influências subjetivas sobre avaliações objetivas

24 Influências subjetivas na avaliação de serviços: Honestidade Habilidade na execução de serviços Hierarquia social Dependência entre agentes Demanda do serviço Saturação do crédito

25 Modelo central Valores objetivos Valores subjetivos Valores de reciprocidade Equilíbrio dos valores de troca

26 Modelo central Valores objetivos Valores subjetivos Valores de reciprocidade Equilíbrio dos valores de troca

27 Agentes ( e ) adquirem quatro valores em cada interação: Estágio de prestação ( ) Estágio de reciprocidade ( )

28 Agentes ( e ) adquirem quatro valores em cada interação: Estágio de prestação ( ) Estágio de reciprocidade ( )

29 Histórico de valores de troca

30 Modelo central Valores objetivos Valores subjetivos Valores de reciprocidade Equilíbrio dos valores de troca

31 Determinados diretamente da avaliação de cada agente Renúncia: avaliação do esforço, custo Satisfação: avaliação do benefício Exemplos

32 Modelo central Valores objetivos Valores subjetivos Valores de reciprocidade Equilíbrio dos valores de troca

33 Credito e débito resultam da valorização do agente que presta o serviço pelo agente que recebe o serviço São afetados por influências subjetivas Definir: Conhecimento da valorização Representação das influências

34 Conhecimento da valorização crenças do provedor sobre a satisfação do agente que recebe o serviço e valoriza valorização é comunicada explicitamente para o provedor do serviço pelo que recebe

35 Conhecimento da valorização crenças do provedor sobre a satisfação do agente que recebe o serviço e valoriza valorização é comunicada explicitamente para o provedor do serviço pelo que recebe Possibilita analisar compensação dos valores (super\sub valorização) Adicionar valorização a mensagem de ACK de recebimento do serviço

36 Representação de influências i = (condição, ) Intensidade da influência [-1,1] Situação em que influência é válida Exemplo: i = (Escasso(srv), 0.2) I ={i 1,..,i n }

37 Determinando crédito e débito Débito Crédito

38 Modelo central Valores objetivos Valores subjetivos Valores de reciprocidade Equilíbrio dos valores de troca

39 Créditos e débitos adquiridos realizados em valores objetivos de satisfação e renúncia Valores já existem, devem ser recuperados de onde são armazenados Determinar crédito cobrado e débito pago

40 Facilmente determinados em interações únicas (1 serviço, 1 reciprocidade) Acumulação de créditos e débitos X serviço, Y serviços em reciprocidade Serviços com dificuldade diferente, alta valorização 1 serviço, N serviços em reciprocidade N serviços, 1 serviço em reciprocidade

41 Correspondência direta (1 un. crd, 1 srv): créditos e débitos vistos como unidade fácil análise da compensação de valores não sustenta alta valorização e serviços com dificuldades diferentes Escolha do credor (x crds, y srvs): agente com crédito escolhe o valor gasto com serviço recebido em reciprocidade

42 Determinando crédito cobrado (v ) Analisa qualidade do serviço recebido em retorno (satisfação) Se qualidade suficiente (e.g., acima da média), e crédito acumulado suficiente, v =s (guarda restante do crédito) resultado v = s, equilíbrio Se qualidade inferior, v = v acc (não intenção de continuar a cooperação) v > s, negativo Se qualidade suficiente, e crédito acumulado não suficiente, crédito cobrado = crédito acumulado, v =v acc v > s, negativo

43 Determinando débito pago (t ) Recebe valor comunicado pelo agente credor Pagamento do débito influi em chances de interações futuras com agente credor

44 Modelo central Valores objetivos Valores subjetivos Valores de reciprocidade Equilíbrio dos valores de troca

45 Agentes perdem e ganham valores em cada interação: Interação bem-sucedida, ganho perda Interação malsucedida, ganho < perda Compensação: ignora diferenças pequenas de valores limite de tolerância [0,1]

46 Determinando o equilíbrio da troca

47 Agente provendo serviço ( )

48 Agente recebendo serviço ( )

49 Agentes em sistemas cooperativos abertos (não monetários) selecionar melhores serviços entre alternativas levar em conta o incentivo para cooperação na falta de sistemas de pagamento, para aceitação da requisição não demorar considerar relações de reciprocidade para manter, melhorar chances de cooperações futuras

50 Método de avaliação determinação dos valores de troca Mecanismos de Seleção (provedores e requisições) Informações sobre valores e seu equilíbrio Agentes mais propensos a cooperar (lim. de recursos) Cooperações de melhor qualidade (serviços, compensação) Método de Avaliação Modelo para Cooperações não Monetárias Mecanismos de Seleção (interações futuras)

51 Estratégias: analisar valores de troca e equilíbrio resultantes de interações passadas Na seleção de provedores: Encontrar provedores disponíveis rapidamente propensos a cooperar (crédito) mais Encontrar provedores de melhores serviços mais prováveis de gerar interações bem sucedidas (satisfação, equilíbrio) Na seleção de requisições: Aumentar chances de cooperações futuras e de qualidade (débito, equilíbrio)

52 Desempenho de estratégias de seleção baseadas no modelo de valores de troca (ACS) em relação a estratégias de avaliação objetiva (só consideram qualidade do serviço) Medidas de performance: Número de interações Satisfação média

53 Cenário 1: provedores ocupados (número de interações) ACS ACS 1.1) Aumentando número de agentes no sistema 1.2) Diminuindo a capacidade de recursos dos provedores

54 Cenário 2: serviços de baixa qualidade (satisfação média) ACS 2.1) Aumentando a porcentagem de serviços de baixia qualidade

55 Agentes com estratégias de seleção que consideram relações de reciprocidade, através do modelo de valores de troca: encontram provedores disponíveis mais rapidamente alcançam maior número de interações alcançam maior satisfação média do que estratégias usando somente avaliações objetivas.

56 Modelo computacional para dar suporte a cooperações efetivas entre agentes operando em sistemas cooperativos abertos, com serviços gratuitos modelo computacional da teoria das trocas de valores sistema de valorização sistema de créditos e débitos representação computacional de influências subjetivas sobre avaliações

57 Incentivo para cooperações está na aquisição, acúmulo e cobrança de créditos e débitos (não monetários) resultantes das interações Provê e armazena informações dinâmicas sobre relações de reciprocidade, avaliações de serviço objetivas e subjetivas, e o equilíbrio das trocas Meio de avaliar a qualidade das interações Compatível com dinamismo, heterogeneidade e no projeto de agentes com interesses próprios Usado em conjunto com mecanismos de seleção para sistemas com serviços de qualidade variada e recursos limitados

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59 M. R. Rodrigues. Social techniques for effective interactions in open cooperative systems. PhD Thesis, University of Southampton, UK, M. R. Rodrigues and M. Luck. Cooperative interactions: An exchange values model. In P. Noriega, J. Vazquez-Salceda, G. Boella, O. Boissier, V. Dignum, N. Fornara, E. Matson, editors, Coordination, Organizations, Institutions, and Norms in Agent Systems II, volume 4386 of Lecture Notes in Artificial Intelligence, pages , Springer-Verlag, M. R. Rodrigues and M. Luck. Analysing partner selection through exchange values. In J. Sichman and L. Antunes, editors, Multi- Agent-Based Simulation VI, volume 3891 of Lecture Notes in Artificial Intelligence, pages Springer-Verlag, 2006a.

60 M. R. Rodrigues and M. Luck. Evaluating dynamic services in bioinformatics. In M. Klusch, M. Rovatsos, and T. Payne, editors, Cooperative Information Agents X, volume 4149 of Lecture Notes in Artificial Intelligence, pages Springer-Verlag, 2006b.

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