Agentes inteligentes de información

Agentes Inteligentes
de Información
Dept. Sistemas Informáticos y Computación
Seminario de doctorado AIIW
Junio 2006
Dr. Miguel Rebollo
M. Rebollo
Agentes Inteligentes de Información para la Web. Junio 2006
1
los agentes no existen
si existen, no son agentes
si son agentes, no funcionan
si funcionan, no sirven
M. Rebollo
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2
¿Qué es un agente?
“Entidad cuyo estado es visto como
un conjunto de componentes mentales,
tales como creencias, capacidades,
elecciones y acuerdos”
“Componentes activos y
persistentes que perciben,
razonan, actúan
y comunican”
Y. Shoham
“Sistema situado
dentro de y formando
parte de un entorno
que percibe y actúa
sobre ese entorno,
a través del tiempo,
persiguiendo
su propia agenda
para así actuar
sobre lo que percibirá
en el futuro”
“Un sistema computacional,
situado en algún entorno,
que es capaz de actuar
de forma autónoma y flexible
con tal de lograr sus objetivos”
M. Wooldridge
S. Franklin
“Una entidad autonoma que
percibe y actúa sobre su entorno”
S. Russell
M. Rebollo
M. Huhns
“Entidad que es capaz
de intercambiar mensajes
utilizando un lenguaje
de comunicación de agentes”
M.R. Genesereth
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3
Propiedades de los agentes
Noción débil
Noción fuerte
Otras propiedades
Autonomía
Habilidades sociales
Reactividad
Proactividad
Conocimiento/
Creencias
Intenciones
Deseos/
Objetivos
Obligaciones
Emociones
Racional
De confianza
Benevolente
Móvil
M. Rebollo
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4
Sistemas multiagente
●
●
M. Rebollo
Es un sistema que agentes que interactúan entre sí
●
top-down: resolución de problemas ditribuídos
●
emergencia de nuevas propiedades
Los agentes deben tener la capacidad de
●
coordinarse
●
cooperar
●
colaborar
●
negociar
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5
Propiedades elementales
●
●
●
agente reactivo
●
interactua dinámicamente con su entorno
●
responde a eventos inesperados (no determinista)
agente proactivo
●
genera y trata de alcanzar sus propios objetivos
●
reconoce oportunidades
●
toma la iniciativa
agente social
●
M. Rebollo
se comunica y colabora con otros agentes
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6
Agentes racionales
●
●
●
M. Rebollo
Contiene una representación simbólica explícita de
●
el mundo (entorno que conoce)
●
las acciones que puede realizar
●
los objetivos a alcanzar
Delibera acerca de qué debe hacer y actúa para alcanzar
los objetivos seleccionados
Determina qué acciones debe realizar para lograr sus
objetivos de la forma más eficiente posible
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7
Arquitecturas de agentes (1/4)
●
Deliberativas
●
razonamiento simbólico (lógico, deductivo)
●
arquitectura BDI (Rao & Georgeff) y AOP (Shoham)
●
bucle de control:
●
●
●
●
●
●
M. Rebollo
observar el mundo (entrada s)
actualizar el modelo interno (creencias B)
generar todas las alternativas (objetivos D)
seleccionar un objetivo (intención I)
construir un curso de acción (plan p)
ejecutar el plan
B=brf(B,s)
D=options(B,I)
I=filter(B,D,I)
p=plan(B,I)
execute(p)
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8
Arquitecturas de agentes (2/4)
●
Reactivas
●
tiempos de respuesta acotados
●
importante para agentes físicos
●
arquitectura de subsumpción (Brooks)
capa n
capa 2
capa 1
sensores
actuadores
entorno
M. Rebollo
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9
Arquitecturas de agentes (3/4)
●
Híbridas
●
combina ambas las propuestas anteriores:
●
●
●
interacción entre
●
●
●
●
M. Rebollo
reactividad para las acciones a corto plazo
deliberatividad para acciones estratégicas
comportamiento reactivo
planificación local (estados mentales)
planificación social (colaboración)
Interrap (Müller) y TuringMachines ()
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10
Arquitecturas de agentes (4/4)
capa de
planificación social
deliberación
capa de
planificación local
reactividad
capa de
comportamientos
percepción
M. Rebollo
conocimiento de colaboración
metas/planes conjuntos
conocimiento de planificación
metas/planes locales
modelo del mundo
patrones de comportamientos
comunicación
acción
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El territorio (1/2)
M. Rebollo
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12
El territorio (2/2)
●
Datos des-, semi- y estruturados (estructura heteerogénea)
●
Semánticas diferentes (semántica heterogénea)
●
●
●
M. Rebollo
Diferentes fuentes de datos y de información (sistema
heterogeneo)
Información volátil
●
creación dinámica de nueva información
●
reubicación de la información existente
●
cambios en la topología de la red (disponibilidad)
Información redundante (mirrors)
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13
Búsqueda activa en la web
●
uso extendido de motores de búsqueda y metabuscadores
●
métricas de importancia de resultados
●
M. Rebollo
●
nº de enlaces que llegan a la página
●
suma ponderada del nº de enlaces que llegan a la página
●
en función de su localización (dominio, profundidad...)
razones para la exclusión de una página en los resultados
●
limitación de acceso a los robots de búsqueda
●
búsqueda en anchura → no se explora un sitio completo
●
efectos del diseño de las webs
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14
Agentes de información
●
es un agente inteligente (racional) capaz de
●
●
M. Rebollo
acceder a una o múltiples fuentes de datos, información y
conocimiento, distribuidas y heterogéneas.
●
adquirir, proporcionar y mantener información relevante
●
mediar con personas y otros agentes
opción adecuada (¿la mejor?) para entornos abiertos
●
entornos dinámicos, cambiantes
●
gran impredecibilidad
●
requieren un comportamiento autónomo y flexible
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Tecnologías fundamentales (1/2)
●
●
M. Rebollo
Búsqueda y acceso de fuentes relevantes de informacion
●
recuperación de información, búsqueda, data mining
●
recomendación: filtrado social, basada en contenidos...
Comprensión y procesamiento de datos heterogéneos
●
semánticas descriptivas, metadatos, ontologías
●
integración inteligente de información (I3)
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Tecnologías fundamentales (2/2)
●
Cooperación con otros agentes de información
●
comunicación enre agentes: FIPA, KQML, conversación
●
planificación: compartida, partial global planning
●
●
●
recomendación: recomendación colaborativa
Adaptación a cambios no deterministas en datos, fuentes,
de información, red y sociedad de agentes
●
M. Rebollo
negociación para servicios de pago: subastas, coaliciones,
regateo
redes neuronales adaptativas, razonamiento
probabilístico/difuso, CBR, reinforcement learning
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Módulos de un AdI básico
Interfaz inteligente de usuario
Conocimiento
Representación
Razonamiento
Ontología
Metadatos
Semántica
Sistema de
Información
-
Búsqueda
Recuperación de inf.
Data mining
Integración
Sistema de
Cooperación
planificación
negociación
matchmaking
intermediación
interactúa
Sistema de
Comunicación
accede
M. Rebollo
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Clasificación de los AdI
●
●
M. Rebollo
habilidades básicas comunes
●
tareas: recuperación de la información
●
comunicación: agentes, usuarios y recursos (wrapping)
●
conocimiento: a priori y adquirido
●
colaboración: con usuarios y otros agentes
pueden dividirse en
●
agentes cooperativos y no cooperativos
●
agentes de información adaptativos
●
agentes de información racionales
●
agentes de información móviles
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Habilidades básicas de los AdI
Tareas
Recuperación
de Información
●
Filtrado
●
Integración
●
Visualización
●
Compra
Data Minig
Consultas
Colaboración
Comunicación
A priori
Adquirido
●
IPC
AC
ANS
Wrapping
Acceso medianta
●
Web, API
●
MiddleWare
(TCP/IP, HTTP, IOOP)
●
●
Procesamiento E/S
Sensorización
afectiva
Agente
●
●
●
●
Usuario
●
M. Rebollo
Usuario
●
Agente
Fuentes
Conocimiento
●
●
●
●
●
Conversación
Negociación
Brokering
Matchmaking
Filtrado social
Conocimiento ontológico
Metadatos, perfiles
Formatos
Aprendizaje: Genético, RN,
CBR
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AdI no cooperativos
●
●
se corresponde a las características esenciales de un
agente de información
funcionalidades principales
●
●
●
M. Rebollo
acceso a sistemas de información y recursos heterogéneos
y distribuidos en Internet
recuperación y filtrado de información relevante desde
cualquier medio digital
gestión de metadatos y conocimiento ontológico
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AdI no cooperativos
●
acceso a fuentes de información heterogéneas
●
TCP/IP y HTTP como estándares “de facto”
●
utilización de middleware
●
●
●
●
beneficios
●
●
M. Rebollo
implementados con tecnología web: Java, ActiveX, CGI...
acceso a bases de datos con interfaces genéricos: JDBC
acceso transparente en entornos distribuidos: DCOM,
CORBA/IIOP, RMI
wrapper para encapsular sistemas heredados
permite la interoprtabilidad a más alto nivel
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22
AdI no cooperativos
●
recuperación y filtrado de la información
●
un modelo de IR está formado por
●
●
●
●
●
medidas del resultado
●
●
●
M. Rebollo
un conjunto de documentos D
un conjunto de consultas Q
un marco de representación de documentos y consultas F
un función de valoración R(q,d) que define un orden para
los documentos de D para una consulta q
recall
precisión
otras medidas subjetivas (p.ej., novedad)
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AdI no cooperativos
●
recuperación y filtrado de la información
●
proceso de recuperación de la información
1. preprocesado de los documentos
2. procesamado de la consulta
3. recuperación de los documentos relevantes
4. presentación de los documentos y evaluación del resultado
5. retroalimentación del usuario
●
modelo más utilizado para F: modelo de vectores
●
●
M. Rebollo
consulta como un vector de términos ponderados
similaridad de los documentos con la consulta como
correlación entre los vectores de términos
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24
AdI no cooperativos
●
gestión de metadatos y ontologías
●
necesidad de capturar la semántica de los datos
●
lenguajes: Dublin Core, WIDL, RDF...
●
●
RDF proporciona primitivas para definir ontologías y
describir los contenidos
problema: metadatos usan un vocabulario común
●
●
●
M. Rebollo
usar ontologías compartidas, reutilizables
herramientas más utilizadas para agentes: RDF, OIL y
lógicas de descripción.
buscar relaciones entre distintas ontologías
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25
AdI cooperativos
●
●
necesidad de acceso eficiente a recursos de información
distribuidos (cooperative information systems)
tecnología base: mediadores
●
●
●
M. Rebollo
permite la interoperabilidad entre sistemas de información
entidades conputacionales que realizan actividades de
valor añadido manteniendo oculto el modelo de
información (wrappers)
funciones principales
●
traducción entre ontologías
●
descomponer y ejecutar consultas complejas
●
fusionar respuestas de varios agentes
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AdI cooperativos
●
comunicación entre agentes
●
●
necesidad de conversaciones (speech act)
utilización de lenguajes de comunicación de agentes
(ACL): FIPA y KQML principalmente
●
●
●
lenguajes de contenidos:
●
●
M. Rebollo
define la sintaxis y la semántica de los mensajes
representa intenciones de comunicación
comprensión del significado de palabras, conceptos y
nociones de diferentes dominios (ontologías)
KIF (knowledge interchange format) y SL (semantic lang.)
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AdI adaptativos
●
Sociedades de agentes de información
●
●
●
Coordinación: gestionar dependiencias entre actividades
de varios actores para conseguir una meta o evitar
conflictos con la máxima concurrencia.
Estrategias: planificación distribuida, negociación
descentralizada...
Ejemplo: intermediación de servicios:
●
●
●
●
M. Rebollo
Tres elementos: proveedor, cliente, middle agent
Requiere un lenguaje común de descripción (DAML)
Agentes intermediarios: matchmacker y broker
Ejemplos de sociedades de agentes: RETSINA y LARKS
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Modelos de intermediación
petición de
servicio
Solicitante
resultado
Broker
petición de servicio
resultado
Proveedor
petición de
servicio
Solicitante
servicio
M. Rebollo
proveedores
petición de
servicio
Matchmaker
registro de servicios
Proveedor
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29
AdI adaptativos
●
●
Tratan con incertidumbre e inf. incompleta para tomar
decisiones inteligentes sobre la marcha
Criterios de adaptación
●
●
M. Rebollo
Estrategia: aprendizaje por ejemplos, analogía o
descubrimiento
●
Tipo de retroalimentación: refuerzo, supervisado o no
●
Tipos de interacción entre los agentes
●
Propósito del aprendizaje: mejora individual o del stma.
●
Distribución de la información y concurrencia
Técnicas de aprendizaje: RN, Q-learning, CBR...
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AdI adaptativos no cooperativos
●
Interacción persona-computador
●
Los agentes debedn interactuar con usuarios a través de
un interfaz inteligente
●
Ambos pueden tomar la iniciativa en la comunicación
●
Requerimientos
●
●
●
M. Rebollo
Anticiparse a las necesidades del usuario
Visualizar el espacio de información en tiempo real,
usando RV, personajes sintéticos, entornos de teleinmersión...
Reconocimiento de habla y gestos corporales (computación
afectiva)
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AdI adaptativos no cooperativos
●
Filtrado de información y perfiles de usuario
●
Recomendación de elementos según correlaciones en el
contenido (palabras clave, funcionalidades, preferencias
del usuario...)
●
Generación automática por observación
●
Perfil utilizado para
●
●
M. Rebollo
Predecir futuras acciones
Recomendar y seleccionar documentos de forma proactiva
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AdI adaptativos cooperativos
●
●
No está muy extendido, pues no se ha estudiado la
relación entre la adaptación de un agente y el MAS y
vicecersa
Uso más importante: filtrado colaborativo
●
●
●
M. Rebollo
Técnica para la recomendación colaborativa
Compara el vector de preferencias del usario con los de
otros usuarios
Es difícil manipular las recomendaciones
→ confianza.
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