Agentes Inteligentes: Uma Abordagem Prática com o Java Agent Development Framework

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1 Agentes Inteligentes: Uma Abordagem Prática com o Java Agent Development Framework Daniel Abella Cavalcante Mendonça de Souza [email protected] Capítulo 1. Introdução Segundo Russel e Norvig [1], um Agente é tudo o que pode ser considerado capaz de perceber seu ambiente por meio de sensores e agir sobre este ambiente por intermédio de atuadores. Este conceito é ilustrado a seguir. Ilustração 1: Arquitetura básica de um Agente Termos Utilizados O termo percepção se refere às entradas perceptivas do agente em um dado momento, enquanto que, temos uma seqüência de percepções, que diz respeito à história completa de tudo o que o agente já percebeu. Esta distinção entre os termos apresentados é necessária, pois, a escolha de uma ação a ser realizada pelos atuadores do Agente, pode depender da seqüência inteira de percepções observadas até o momento. Em termos matemáticos, afirmamos que o comportamento do agente é descrito pela função de agente, que mapeia qualquer seqüência de percepções a uma dada ação. Função de Agente x Programa de Agente O mapeamento descrito anteriormente na função agente é comumente relacionado a uma tabela, que é infinita, a menos que seja definido um limite sobre a quantidade de percepções que devemos considerar. Entretanto, esta tabela é apenas uma

2 caracterização externa do agente. Internamente, a função de agente é implementada por um programa de agente. Em resumo, a função de agente é uma descrição matemática abstrata; o programa de agente é uma implementação concreta, relacionada à arquitetura do agente. Aplicação Na próxima seção, é apresentada como pode ser desenvolvido um Agente conforme o conceito de Russel e Norvig [1]. 1.1 Implementação de um Agente by Russel Para o desenvolvimento de um Agente Inteligente conforme a definição de Russel será utilizada a linguagem Java e o framework Java Agent Development Framework Jade [2]. Caso o leitor não tenha conhecimento sobre a configuração do ambiente para execução de Agentes ou desconheça conceitos básicos sobre este framework, devem ser consultados respectivamente os apêndices A e B. Então, Are you ready? Prática O primeiro passo para a construção de um Agente conforme a definição de Russel e Norvig, é definir o(s) seu(s) atuador(es) e sensor(es). Em termos de implementação, cada atuador ou sensor presente no agente, significará a criação de um novo Behavior. Iniciaremos pela construção do Sensor do agente intitulado Russel. Sensor Para o exemplo apresentado aqui, projetaremos um agente que perceberá o seu ambiente periodicamente. As ações que o agente realizará durante a percepção do agente é algo que deve corresponder à finalidade do agente. Por exemplo, em um agente intitulado SubmarinoProducts, que atua no oferecimento de produtos ao consumidor, pode constantemente monitorar as ações do usuário no e-commerce, e atualizar no banco de dados as ações do usuário, algo como o apresentado no Quadro 1. Em contrapartida, o atuador deste agente

3 consultaria esta tabela no banco de dados e realizaria uma oferta baseada na quantidade de acessos. Usuário Página Quantidade de Acessos daniel.abella eshop.com/notebook 3000 daniel.abella eshop.com/palmtop 1400 daniel.abella eshop.com/books 13 Quadro 1: Relação de acesso ao usuário Daniel Abella Neste momento, temos que definir se criaremos um comportamento próprio para o sensor (isto é, uma subclasse de SimplerBehavior) ou utilizaremos como base algum dos behaviors disponibilizados pelo framework Jade (por exemplo, CyclicBehavior, TickerBehavior, entre muitos outros). Conforme dito anteriormente, o sensor perceberá o ambiente periodicamente, logo pode ser utilizado como base o comportamento TickerBehavior, disponibilizado pelo framework. Este comportamento permite que o behavior seja chamado de acordo com a periodicidade informada pelo agente (em milisegundos). O código fonte referente ao sensor é apresentado na seqüência. Classe Sensor import jade.core.agent; import jade.core.behaviours.tickerbehaviour; public class Sensor extends TickerBehaviour { public Sensor(Agent agente, long tempo){ super(agente,tempo); protected void ontick(){ //Aqui, voce deve fornecer a implementacao do seu sensor System.out.println("Agente percebendo o ambiente"); //Depois de perceber o ambiente, é designado um Atuador para atuar no ambiente myagent.addbehaviour(new Atuador()); No código fonte apresentado anteriormente, não temos nenhuma percepção do ambiente de fato, apenas a impressão da frase Agente percebendo o ambiente. Ao fim da percepção, é incluído um Atuador que poderá atuar sobre o ambiente. Em substituição a impressão da frase Agente percebendo o ambiente poderíamos ter implementado o comportamento descrito no Quadro 1. Um pseudocódigo que ilustra este cenário é apresentado a seguir.

4 Classe Sensor import jade.core.agent; import jade.core.behaviours.tickerbehaviour; public class Sensor extends TickerBehaviour { public Sensor(Agent agente, long tempo){ super(agente,tempo); protected void ontick(){ String usuarioverificado = obterusuarioautenticado(); String acaousuario = obteracaousuario(usuarioverificado); gravarbancodedados(usuarioverificado,acaousuario); myagent.addbehaviour(new Atuador()); private void gravarbancodedados(string usuarioverificado, String acaousuario) { private String obteracaousuario(string usuarioverificado) {return null; private String obterusuarioautenticado() {return null; Atuador Após a definição do Sensor, trataremos nesta subseção a definição do atuador. Conforme apresentado nos códigos fonte anteriormente, o atuador estava sempre sendo chamado após a realização da atividade do sensor (note que, é sempre colocado no final do método ontick). Baseado nisto, tem-se que o Atuador deve ser chamado apenas uma vez. Isto se deve ao fato que, como o Sensor é chamado periodicamente e este último, por sua vez, sempre realizada a chamada do Atuador. Em momento simular durante o desenvolvimento do Sensor, temos que definir se criaremos um comportamento próprio para o atuador (isto é, uma subclasse de SimplerBehavior) ou utilizaremos como base algum dos behaviors disponibilizados pelo framework Jade (por exemplo, CyclicBehavior, TickerBehavior, entre muitos outros). Neste sentido, o OneShortBehavior pode ser utilizado, pois este implementa um comportamento atômico que é executado uma vez. É apresentado a seguir o código fonte referente ao atuador. Neste exemplo, não temos nenhuma atuação de fato, apenas a impressão da frase Agente Russel atuando no ambiente. Após isto, o método removebehavior é chamado. Este método faz com que o behavior informado como argumento seja removido da execução. Logo,

5 quando temos a chamada da forma removebehavior(this) estamos pedindo para que o próprio Atuador acabe com a sua execução. Classe Atuador import jade.core.behaviours.oneshotbehaviour; public class Atuador extends OneShotBehaviour{ public void action() { System.out.println("Agente Russel atuando no ambiente"); myagent.removebehaviour(this); Em contrapartida ao realizado durante a apresentação do Sensor, é apresentado abaixo o pseudocódigo para um Atuador que representaria o comportamento descrito no Quadro 1. Classe Atuador import jade.core.behaviours.oneshotbehaviour; public class Atuador extends OneShotBehaviour{ public void action() { String usuarioverificado = obterusuarioautenticado(); String secaomaisacessadapelousuario = obtersecaomaisacessadapelousuario(usuarioverificado); String paginaofertassessao = obterofertasdasessao(secaomaisacessadapelousuario); enviar usuario(paginaofertassessao); myagent.removebehaviour(this); private void enviar usuario(string paginaofertassessao) { private String obterofertasdasessao(string secaomaisacessadapelousuario) {return null; private String obtersecaomaisacessadapelousuario(string usuarioverificado) {return null; private String obterusuarioautenticado() {return null;

6 Vídeo Aula e Código Fonte Para melhor compreensão do abordado até este momento, é disponibilizado no site da disciplina uma vídeo-aula que demonstra a criação do Agente Russel. Além disto, é disponibilizado o código fonte produzido. Apêndice A. Configuração do Ambiente para Desenvolvimento de Agentes Inteligentes com o Java Agent Development Framework A ser incluído. Apêndice B. Conceitos básicos sobre o Java Agent Development Framework A ser incluído.