Articulo de referencia

Modelo de software de creencia-deseo-intención

El modelo de software de creencias, deseos e intenciones ( BDI ) es un modelo desarrollado para programar agentes inteligentes . Aunque se caracteriza superficialmente por la im...

El modelo de software de creencias, deseos e intenciones ( BDI ) es un modelo desarrollado para programar agentes inteligentes . Aunque se caracteriza superficialmente por la implementación de las creencias , deseos e intenciones de un agente , en realidad utiliza estos conceptos para resolver un problema específico en la programación de agentes. En esencia, proporciona un mecanismo para separar la actividad de seleccionar un plan (de una biblioteca de planes o una aplicación de planificación externa) de la ejecución de los planes activos. En consecuencia, los agentes BDI pueden equilibrar el tiempo dedicado a deliberar sobre los planes (elegir qué hacer) y ejecutarlos (hacerlo). Una tercera actividad, la creación de los planes ( planificación ), no está dentro del alcance del modelo y queda a cargo del diseñador y programador del sistema.

Descripción general

Para lograr esta separación, el modelo de software BDI implementa los aspectos principales de la teoría del razonamiento práctico humano de Michael Bratman (también conocida como Creencia-Deseo-Intención, o BDI). Es decir, implementa las nociones de creencia, deseo y (en particular) intención, de una manera inspirada en Bratman.

Para Bratman, tanto el deseo como la intención son actitudes proactivas (actitudes mentales relacionadas con la acción). Identifica el compromiso como el factor distintivo entre el deseo y la intención, señalando que conduce a (1) la persistencia temporal en los planes y (2) la elaboración de nuevos planes a partir de aquellos con los que ya se está comprometido. El modelo de software BDI aborda parcialmente estas cuestiones. La persistencia temporal, entendida como referencia explícita al tiempo, no se explora. La naturaleza jerárquica de los planes se implementa con mayor facilidad: un plan consta de varios pasos, algunos de los cuales pueden invocar otros planes. La propia definición jerárquica de los planes implica una especie de persistencia temporal, puesto que el plan general permanece vigente mientras se ejecutan los planes subsidiarios.

Un aspecto importante del modelo de software BDI (en términos de su relevancia para la investigación) es la existencia de modelos lógicos a través de los cuales es posible definir y razonar sobre los agentes BDI. La investigación en esta área ha llevado, por ejemplo, a la axiomatización de algunas implementaciones de BDI, así como a descripciones lógicas formales como BDICTL de Anand Rao y Michael Georgeff . Esta última combina una lógica multimodal (con modalidades que representan creencias, deseos e intenciones) con la lógica temporal CTL* . Más recientemente, Michael Wooldridge ha extendido BDICTL para definir LORA (la Lógica de los Agentes Racionales), incorporando una lógica de acción. En principio, LORA permite razonar no solo sobre agentes individuales, sino también sobre la comunicación y otras interacciones en un sistema multiagente .

El modelo de software BDI está estrechamente relacionado con los agentes inteligentes, pero no garantiza por sí mismo todas las características asociadas a dichos agentes. Por ejemplo, permite que los agentes tengan creencias privadas, pero no los obliga a mantenerlas. Tampoco aborda la comunicación entre agentes. En definitiva, el modelo de software BDI es un intento de resolver un problema más relacionado con la planificación (su elección y ejecución) que con la programación de agentes inteligentes. Este enfoque ha sido propuesto recientemente por Steven Umbrello y Roman Yampolskiy como un medio para diseñar vehículos autónomos que valoren el ser humano. [ 1 ]

Agentes BDI

Un agente BDI es un tipo particular de agente de software racional limitado , imbuido de actitudes mentales particulares , a saber: Creencias, Deseos e Intenciones (BDI).

Arquitectura

Esta sección define los componentes arquitectónicos idealizados de un sistema BDI.

  • Creencias : Las creencias representan el estado informativo del agente: sus creencias sobre el mundo (incluidos él mismo y otros agentes). Las creencias también pueden incluir reglas de inferencia , lo que permite que el encadenamiento hacia adelante conduzca a nuevas creencias. El uso del término creencia en lugar de conocimiento reconoce que lo que un agente cree no necesariamente es cierto (y, de hecho, puede cambiar en el futuro).
    • Conjunto de creencias : Las creencias se almacenan en una base de datos (a veces llamada base de creencias o conjunto de creencias ), aunque esa es una decisión de implementación .
  • Deseos : Los deseos representan el estado motivacional del agente. Representan objetivos o situaciones que el agente desearía lograr o conseguir. Ejemplos de deseos podrían ser: encontrar el mejor precio , ir a la fiesta o hacerse rico .
    • Metas : Una meta es un deseo que el agente se ha propuesto perseguir activamente. El uso del término " metas" añade la restricción adicional de que el conjunto de deseos activos debe ser coherente. Por ejemplo, no se deben tener metas concurrentes como ir a una fiesta y quedarse en casa, aunque ambas sean deseables.
  • Intenciones : Las intenciones representan el estado deliberativo del agente: lo que el agente ha elegido hacer. Son deseos a los que el agente se ha comprometido en cierta medida. En los sistemas implementados, esto significa que el agente ha comenzado a ejecutar un plan.
    • Planes : Los planes son secuencias de acciones (recetas o áreas de conocimiento) que un agente puede realizar para lograr una o más de sus intenciones. Un plan puede incluir otros planes: mi plan de salir a dar una vuelta en coche puede incluir un plan para encontrar las llaves del coche. Esto refleja que, en el modelo de Bratman, los planes se conciben inicialmente solo parcialmente, y los detalles se van completando a medida que avanzan.
  • Eventos : Estos desencadenantes activan la actividad reactiva del agente. Un evento puede actualizar creencias, activar planes o modificar objetivos. Los eventos pueden generarse externamente y ser recibidos por sensores o sistemas integrados. Además, pueden generarse internamente para activar actualizaciones o planes de actividad independientes.

BDI también se amplió con un componente de obligaciones, dando lugar a la arquitectura de agente BOID [ 2 ] para incorporar obligaciones, normas y compromisos de los agentes que actúan dentro de un entorno social.

Intérprete de BDI

Esta sección define un intérprete BDI idealizado que proporciona la base del linaje PRS de sistemas BDI de SRI: [ 3 ]

  1. inicializar-estado
  2. repetir
    1. opciones: generador de opciones (cola de eventos)
    2. opciones-seleccionadas: deliberar(opciones)
    3. Actualizar intenciones (opciones seleccionadas)
    4. ejecutar()
    5. obtener-nuevos-eventos-externos()
    6. abandonar-actitudes-desafortunadas()
    7. abandonar-actitudes-imposibles()
  3. fin de repetición

Limitaciones y críticas

El modelo de software BDI es un ejemplo de arquitectura de razonamiento para un agente racional individual, y una consideración dentro de un sistema multiagente más amplio . Esta sección delimita el alcance de las consideraciones para el modelo de software BDI, destacando las limitaciones conocidas de la arquitectura.

  • Aprendizaje : Los agentes BDI carecen de mecanismos específicos dentro de la arquitectura para aprender del comportamiento pasado y adaptarse a nuevas situaciones. [ 4 ] [ 5 ]
  • Tres actitudes : Los teóricos clásicos de la decisión y la investigación en planificación cuestionan la necesidad de tener las tres actitudes, mientras que la investigación en IA distribuida cuestiona si las tres actitudes son suficientes. [ 3 ]
  • Lógicas : Las lógicas multimodales que subyacen a BDI (que no tienen axiomatizaciones completas y no son computables de manera eficiente) tienen poca relevancia en la práctica. [ 3 ] [ 6 ]
  • Agentes múltiples : Además de no brindar soporte explícito al aprendizaje, el marco puede no ser apropiado para el comportamiento de aprendizaje. Asimismo, el modelo BDI no describe explícitamente mecanismos para la interacción con otros agentes y la integración en un sistema multiagente . [ 7 ]
  • Objetivos explícitos : La mayoría de las implementaciones de BDI no tienen una representación explícita de los objetivos. [ 8 ]
  • Anticipación : La arquitectura no incluye (por diseño) ninguna deliberación ni planificación anticipada. Esto puede no ser deseable, ya que los planes adoptados pueden consumir recursos limitados, las acciones pueden ser irreversibles, la ejecución de tareas puede llevar más tiempo que la planificación anticipada y las acciones pueden tener efectos secundarios indeseables si no tienen éxito. [ 9 ]

Implementaciones de agentes BDI

BDI 'puro'

Extensiones y sistemas híbridos

Véase también

Referencias

  1. Umbrello, Steven; Yampolskiy, Roman V. (2021-05-15). "Diseño de IA para la explicabilidad y la verificabilidad: un enfoque de diseño sensible al valor para evitar la estupidez artificial en vehículos autónomos" . International Journal of Social Robotics . 14 (2): 313– 322. doi : 10.1007/s12369-021-00790-w . hdl : 2318/1788856 . ISSN 1875-4805 . 
  2. J. Broersen, M. Dastani, J. Hulstijn, Z. Huang, L. van der Torre La arquitectura BOID: conflictos entre creencias, obligaciones, intenciones y deseos Actas de la quinta conferencia internacional sobre agentes autónomos, 2001, páginas 9-16, ACM Nueva York, NY, EE. UU.
  3. 1 2 3 Rao, MP Georgeff. (1995). "Agentes BDI: De la teoría a la práctica" (PDF) . Actas de la Primera Conferencia Internacional sobre Sistemas Multiagente (ICMAS'95) . Archivado del original (PDF) el 4 de junio de 2011. Recuperado el 9 de julio de 2009 .
  4. Phung, Toan; Michael Winikoff; Lin Padgham (2005). «Aprendizaje dentro del marco BDI: un análisis empírico». Sistemas de información e ingeniería inteligentes basados ​​en el conocimiento . Notas de clase en informática. Vol. 3683. págs. 282–288 . doi : 10.1007/11553939_41 . ISBN   978-3-540-28896-1.
  5. Guerra-Hernández, Alejandro; Amal El Fallah Seghrouchni ; Henry Soldano (2004). "Aprendizaje en sistemas multiagente BDI". Lógica computacional en sistemas multiagente . Lecture Notes in Computer Science. Vol. 3259. pp. 218–233 . doi : 10.1007/978-3-540-30200-1_12 . ISBN   978-3-540-24010-5.
  6. ^ Rao, diputado Georgeff. (1995). "Modelos formales y procedimientos de decisión para sistemas multiagente". Nota Técnica, AAII . CiteSeerX 10.1.1.52.7924 . 
  7. Georgeff, Michael; Barney Pell; Martha E. Pollack ; Milind Tambe; Michael Wooldridge (1999). «El modelo de agencia basado en creencias, deseos e intenciones». Agentes inteligentes V: Teorías, arquitecturas y lenguajes de agentes . Notas de clase en informática. Vol. 1555. págs. 1–10 . doi : 10.1007/3-540-49057-4_1 . ISBN   978-3-540-65713-2.
  8. Pokahr, Alexander; Lars Braubach; Winfried Lamersdorf (2005). «Jadex: Un motor de razonamiento BDI». Programación multiagente . Sistemas multiagente, sociedades artificiales y organizaciones simuladas. Vol. 15. págs. 149–174 . doi : 10.1007/0-387-26350-0_6 . ISBN   978-0-387-24568-3.
  9. Sardina, Sebastian; Lavindra de Silva; Lin Padgham (2006). "Planificación jerárquica en lenguajes de programación de agentes BDI: un enfoque formal" . Actas de la quinta conferencia internacional conjunta sobre agentes autónomos y sistemas multiagente .
  10. UM-PRS
  11. "OpenPRS" . Archivado del original el 21/10/2014 . Consultado el 23/10/2014 .
  12. AgentSpeak(RT) Archivado el 26/03/2012 en Wayback Machine
  13. Vikhorev, K., Alechina, N. y Logan, B. (2011). «Programación de agentes con prioridades y plazos de entrega». Archivado el 26 de marzo de 2012 en Wayback Machine . En Actas de la Décima Conferencia Internacional sobre Agentes Autónomos y Sistemas Multiagente (AAMAS 2011). Taipéi, Taiwán. Mayo de 2011, págs. 397-404.
  14. Sistema de agente en tiempo real archivado el 27/09/2011 en Wayback Machine
  15. Vikhorev, K., Alechina, N. y Logan, B. (2009). "The ARTS Real-Time Agent Architecture". Archivado el 26 de marzo de 2012 en Wayback Machine . En Actas del Segundo Taller sobre Lenguajes, Metodologías y Herramientas de Desarrollo para Sistemas Multiagente (LADS2009). Turín, Italia. Septiembre de 2009. CEUR Workshop Proceedings Vol-494.
  16. JAM
  17. JADEX
  18. Baiardi, Martina; Burattini, Samuele; Ciatto, Giovanni; Pianini, Danilo (2024). Blending BDI Agents with Object-Oriented and Functional Programming with JaKtA . SN Computer Science . Vol. 5, art. 1003. doi : 10.1007/s42979-024-03244-y . hdl : 11585/998116 .  
  19. "Jason | un intérprete basado en Java para una versión extendida de AgentSpeak" .
  20. SPARK
  21. 2APL
  22. 1 2 CogniTAO (Pensar como uno solo)
  23. 1 2 TAO: Un sistema de control de alto nivel basado en JAUS para robots individuales y múltiples Y. Elmaliach, CogniTeam, (2008) "Copia archivada" . Archivado del original el 7 de enero de 2009. Recuperado el 3 de noviembre de 2008 .{{cite web}}: CS1 mantenimiento: copia archivada como título ( enlace )
  24. 1 2 Suite de procesos de sistemas vivos
  25. 1 2 Rimassa, G., Greenwood, D. y Kernland, ME, (2006). The Living Systems Technology Suite: Un middleware autónomo para computación autónoma Archivado el 16 de mayo de 2008 en Wayback Machine . Conferencia Internacional sobre Sistemas Autónomos (ICAS).
  26. Fichera, Loris; Marletta, Daniele; Nicosia, Vincenzo; Santoro, Corrado (2011). "Diseño de estrategia robótica flexible mediante el modelo de creencias, deseos e intenciones". En Obdržálek, David; Gottscheber, Achim (eds.). Investigación y educación en robótica - EUROBOT 2010. Communications in Computer and Information Science. Vol. 156. Berlín, Heidelberg: Springer. pp. 57–71 . doi : 10.1007/978-3-642-27272-1_5 . ISBN   978-3-642-27272-1.
  27. Gwendolen Semántica:2017
  28. Verificación de modelos Lenguajes de programación de agentes
  29. MCAPL (Zenodo)
  30. Brahms
  31. "Inicio" . jacamo.sourceforge.net .

Lecturas adicionales

  • AS Rao y MP Georgeff. Modelado de agentes racionales dentro de una arquitectura BDI . En Actas de la 2ª Conferencia Internacional sobre Principios de Representación del Conocimiento y Razonamiento, páginas 473–484, 1991.
  • AS Rao y MP Georgeff. Agentes BDI: De la teoría a la práctica. Archivado el 4 de junio de 2011 en Wayback Machine , en Actas de la Primera Conferencia Internacional sobre Sistemas Multiagente (ICMAS'95), San Francisco, 1995.
  • Bratman, ME (1999) [1987]. Intención, planes y razón práctica . Publicaciones CSLI . ISBN 1-57586-192-5.
  • Wooldridge, M. (2000). Razonamiento sobre agentes racionales . The MIT Press . ISBN 0-262-23213-8Archivado del original el 30/07/2010 . Consultado el 15/06/2006 .
  • KS Vikhorev, N. Alechina y B. Logan. La arquitectura de agentes en tiempo real de ARTS . En Actas del Segundo Taller sobre Lenguajes, Metodologías y Herramientas de Desarrollo para Sistemas Multiagente (LADS2009). CEUR Workshop Proceedings, Vol. 494, Turín, Italia, 2009.