I N T R O D U C C I Ó N A L M O D E L A D O D E S I S T E M A S M U LT I A G E N T E

J O R N A D A S F O R M A 1 4

M U LT I A G E N T E S …

• ¿Qué es un agente?

• ¿Dónde están?

• ¿Cómo estudiarlos?

• ¿Qué es un sistema multiagente?

• ¿Cómo modelarlos?

• Simulación

• Modelado

• …

• Aplicaciones…

¿ Q U É E S U N A G E N T E ?

• Agente: ente que actúa

• La RAE: Que obra o tiene virtud de obrar

• ¿Qué es ese ente?

• ¿Qué significa actuar?

L A H O R M I G A A C T Ú A

¿ Q U É N E C E S I TA PA R A A C T U A R ?

S E N S O R E S

C O M U N I C A C I Ó N

M O V I L I D A D

¿ I N T E L I G E N C I A ?

¿ I N T E L I G E N C I A ?

• UNA hormiga, no mucha

• UN hormiguero… SÍ

• ¿CÓMO SE PASA DE UN INDIVIDUO A UN HORMIGUERO?

http://6legs2many.files.wordpress.com/2011/06/fire_ant_curved_raft_float_bridge.jpg

¿ Q U É P O D E M O S A P R O V E C H A R D E L A S H O R M I G A S ?

S I S T E M A S M U LT I A G E N T E R E A C T I V O S• Supongamos que una nave espacial llega a un planeta inexplorado donde

queremos recolectar un mineral.

• Idea: lanzar un conjunto de robots a la búsqueda, recolección y vuelta a la nave

• Entorno inaccesible: es desconocido

• Los robots basados en deliberación son inadecuados: no tenemos información global con la que razonar

S O L U C I Ó N : S I M U L A A L A S H O R M I G A S

• Reactividad: Capacidad para responder a los cambios del entorno

• Pro-actividad: Capacidad de exhibir un comportamiento dirigido a cumplir sus objetivos

• Sociabilidad: Capacidad de comunicarse con otros agentes

• Otras: continuidad temporal, autonomía, adaptatividad/aprendizaje, movilidad, etc.

• En todos esos requisitos influye cómo el agente entiende el entorno

VA L E … ¿ P E R O Q U É E S U N A G E N T E ?

C A R A C T E R Í S T I C A S P R I N C I PA L E S

O T R O E J E M P L O :

O T R O E J E M P L O D E A G E N T E …

O T R O A G E N T E … ¿ Q U É U S A PA R A A C T U A R ?

R E A C C I O N E S Q U Í M I C A S PA R A

I N T E R A C T U A R

C O D I F I C A C I Ó N Q U Í M I C A D E S U S

P R O T O C O L O S

¿ I N T E L I G E N C I A ?• UNA célula, no mucha

• UN sistema de células… SÍ, algo (en realidad, sistemas de sistemas…)

• ¿CÓMO SE PASA DE UNA CÉLULA A UN SISTEMA COMO EL HUMANO?

S I G A M O S …

http://3.bp.blogspot.com/-rE5dbRYq264/ULbJaYEG2fI/AAAAAAAAABY/GK60myJ2eTU/s1600/body+browser.jpg

D E L A I N T E L I G E N C I A H U M A N A A L C O M P O R TA M I E N T O S O C I A L …

• ¿SE PUEDE EXPLICAR?

P R O T E S TA S E N H O N G K O N G : C O N E X I Ó N E M E R G E N T E

• ¿Sabiduría de las masas?

Y P O R Ú LT I M O … H I G H F R E Q U E N C Y T R A D I N G E N L A B O L S A

Agente de compra-venta

M E R C A D O S C O M P R A -

V E N TA D E

A C C I O N E S

C O N E X I Ó N U LT R A R R Á P I D A

M I L E S ( M I L L O N E S ) D E B O T S T R A B A J A N D O C O N C O M P O R TA M I E N T O S S I M P L E S P E R O M U Y R Á P I D O S

• ¿SE PUEDE PREDECIR EL COMPORTAMIENTO DE ESTE TIPO DE SISTEMAS?

P E L I G R O S …

P R E G U N TA ( D E S A F Í O ) :

• ¿Se puede controlar este tipo de sistemas multiagente?

• ES UN SISTEMA COMPLEJO

P E R C E P C I Ó N D E S U E N T O R N O “ C E R C A N O ” , N O D E T O D O E L E N T O R N O

• No son omniscientes

P O R TA N T O …

• LOS AGENTES SON UBICUOS

• MUCHOS NIVELES DE COMPLEJIDAD (DIFERENTES SUBSISTEMAS, INTERRELACIONADOS)

• SOMOS AGENTES Y VIVIMOS INTERACTUANDO CON INFINIDAD DE AGENTES

P E R O …

• ¿CÓMO SE PASA DEL COMPORTAMIENTO INDIVIDUAL AL COMPORTAMIENTO COLECTIVO?

• ¿EL PRIMERO DETERMINA EL SEGUNDO?

• SI FUESE ASÍ… ¿CÓMO?

• ¿CÓMO ESTUDIARLO?

E M E R G E N C I A

T E S T D E E M E R G E N C I AD I S E Ñ O :

E L D I S E Ñ A D O R H A C O N S T R U I D O E L S I S T E M A D E S C R I B I E N D O L A S I N T E R A C C I O N E S L O C A L E S E N T R E L A S C O M P O N E N T E S U S A N D O

U N L E N G U A J E L 1 !!

O B S E R VA C I Ó N : E L O B S E R VA D O R E S P L E N A M E N T E C O N S C I E N T E D E L D I S E Ñ O ,

P E R O PA R A D E S C R I B I R E L C O M P O R TA M I E N T O G L O B A L D E L S I S T E M A ( D U R A N T E S U E J E C U C I Ó N ) U T I L I Z A U N L E N G U A J E

D I S T I N T O , L 2 !

S O R P R E S A L O S L E N G U A J E S L 1 Y L 2 S O N E S E N C I A L M E N T E D I S T I N T O S , Y E L V Í N C U L O C A U S A L E N T R E L A S I N T E R A C C I O N E S - P R O G R A M A D A S

C O N L 1 - Y E L C O M P O R TA M I E N T O O B S E R VA D O Y E X P R E S A D O C O N L 2 N O E S O B V I O

Ronald, E., Sipper, M., Capcarre, M.: Design, Observation, Surprise! A Test of Emergence Artificial Life, Vol. 5, No. 3, Pages 225-239

P R I N C I P I O ( M U Y P O L É M I C O )

• EL TEST DE SORPRESA DEPENDE DE NUESTRA INTERPRETACIÓN

• SI QUEREMOS SIMULAR/MODELAR/ESTUDIAR SISTEMAS DE AGENTES DEBEMOS ENTRENARNOS EN PRODUCIR COMPORTAMIENTOS EMERGENTES

E J E M P L O :

Ejemplo: vehículos de Braitenberg

T R O P I S M O . I N T E R P R E TA C I Ó N

• Agentes con tropismo: tendencia animal a responder ante un estímulo

• Ejemplo: los vehículos de Braitenberg

A P L I C A C I O N E S : E N J A M B R E S , I N T E R A C C I O N E S I N D I R E C TA S , M A N U FA C T U R A C I Ó N B A R ATA …

E M E R G E N C I A C O M O S O L U C I Ó N

Ueda K, Markus A, Monostori L, Kals HJJ, Arai T (2001) Emergent Synthesis Methodologies for Manufacturing. Annals of the CIRP 50(2):535–551.

E M E R G E N C I A S I N T É T I C A ( D E S C R I P C I Ó N Y E S P E C I F I C A C I Ó N C O M P L E TA S )

E M E R G E N C I A S I N T É T I C A ( D E S C R I P C I Ó N I N C O M P L E TA , E S P E C I F I C A C I Ó N C O M P L E TA )

E M E R G E N C I A S I N T É T I C A ( D E S C R I P C I Ó N Y E S P E C I F I C A C I Ó N I N C O M P L E TA )

MUCHAS

PROPUESTAS

SON DE ESTE T I PO

M O D E L A N D O … ¿ O S I M U L A N D O ?

• EL MODELADO SIRVE PARA SIMULAR

• EL MODELADO SIRVE PARA RESOLVER PROBLEMAS DE MANERA DISTRIBUIDA (NO NECESARIAMENTE SIMULANDO SISTEMAS EXISTENTES, PERO SÍ APROVECHANDO TÉCNICAS)

• SIMULAR SIRVE PARA ENTENDER EL SISTEMA ESTUDIADO

C I C L O D E M O D E L A D O

C I C L O D E M O D E L A D O

T E N E R C L A R A L A C U E S T I Ó N

E S P E C I F I C A E L C O M P O R TA M I E N T O D E L O S A G E N T E S , N O D E L S I S T E M A

G L O B A L

E L E G I R PA R Á M E T R O S ,

E S C A L A S , P R O C E S O S , E T C .

( S I M P L I F I C A C I O N E S )

E L E G I R PA R Á M E T R O S , E S C A L A S , P R O C E S O S ,

E T C . ( S I M P L I F I C A C I O N E S )

A N A L I Z A R , T E S T E A R , R E V I S A R E L M O D E L O

S I M U L A C I Ó N ( S O C I A L , E N E S T E C A S O )

• CONFRONTANDO TEORÍAS…Carlos Lozares , La simulación social, ¿una nueva manera de investigar en ciencia social?, http://www.raco.cat/index.php/Papers/article/view/25771

U N E J E M P L O D E M O D E L A D O

• SmartGrids

E J E M P L O : D I N Á M I C A U R B A N A “ E X T R E M A ”

• Simulación multiagente del desastre del Katrina

! !

M O D E L I Z A C I Ó N

D AT O S

• Utilidad…

http://www.youtube.com/watch?v=pTKhrpl9jZc

N O P R O G R A M A R E M O S S I S T E M A S , P R O G R A M A M O S A G E N T E S

( Y E L E N T O R N O S I E S N E C E S A R I O )

E J E M P L O … R O B O C U P

C A M P O ( V I R T U A L … C O N S I M U L A C I Ó N D E L E N T O R N O R E A L )

• Programamos jugadores, NO equipos completos

E J E M P L O D E PA R T I D O … R E A C C I Ó N V E R S U S D E L I B E R A C I Ó N

P E R O … ¿ Q U É S E P U E D E M O D E L A R ?

• N1. Ecuación de Nacimiento y Muerte para la Evolución de Redes Complejas

• N2a. Mercados de consumo y acciones de marketing

• N2b. The value creation framework

• N3. Cambio en las redes personales en transición ecológica

• N4. Saltará o no saltara la rana? Relaciones institución-profesorado en la Universidad de Zembla del Sur

• N5a. Ocupación residencial de la población a escala subregional

• N5b. Movilidades, diversidad social y sostenibilidad

• N5c. Hacer ciudad en la "no ciudad": integración vs. aislamiento

• N5d. Caso de estudio para la regeneración de barrios: el patrón de salud en el barrio de Villa Coronilla, Cochabamba

• N6. Poblaciones microbianas dentro de un bio-reactor, operando con distintos protocolos de operación

F O R M A 1 3

P E R O S E P U E D E H A C E R M U C H O M Á S …

Veamos trabajos recientes…

B I O L O G Í A C O M P U TA C I O N A L

S O C I O L O G Í A C O M P U TA C I O N A L

L I N G U Í S T I C A

C U LT U R A …

U R B A N I S M O , C I U D A D A N O S …

A G R I C U LT U R A , E C O S I S T E M A S ( U R B A N O S )

E C O N O M Í A , M A R K E T I N G

Y, E N G E N E R A L … S I S T E M A S C O M P L E J O S

• Agentes: concepto ubicuo

• Programación de sistemas multiagente: un campo transversal a todas las disciplinas científicas

• Inteligencia emergente…

C O N C L U S I O N E S

I N T R O D U C C I Ó N A L M O D E L A D O D E S I S T E M A S M U LT I A G E N T E

J O R N A D A S F O R M A 1 4