Presentación: Introducción al modelado multiagente en la jornada de inauguración de FORMA 14 http://forma.culturadigital.cc/es/portada

1. JORNADAS FORMA 14
INTRODUCCIÓN AL MODELADO DE
SISTEMAS MULTIAGENTE

2. MULTIAGENTES…
• ¿Qué es un agente?
• ¿Dónde están?
• ¿Cómo estudiarlos?
• ¿Qué es un sistema multiagente?
• ¿Cómo modelarlos?
• Simulación
• Modelado
• …
• Aplicaciones…

3. ¿QUÉ ES UN AGENTE?
• Agente: ente que actúa
• La RAE: Que obra o tiene virtud de obrar
• ¿Qué es ese ente?
• ¿Qué significa actuar?

4. LA HORMIGA ACTÚA

5. ¿QUÉ NECESITA PARA ACTUAR?
SENSORES
COMUNICACIÓN
¿INTELIGENCIA?
MOVILIDAD

6. ¿INTELIGENCIA?
• 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

7. ¿QUÉ PODEMOS APROVECHAR DE LAS
HORMIGAS?

8. SISTEMAS MULTIAGENTE REACTIVOS
• 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

9. SOLUCIÓN: SIMULA A LAS HORMIGAS

11. VALE… ¿PERO QUÉ ES UN AGENTE?
CARACTERÍSTICAS
PRINCIPALES
• 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

12. OTRO EJEMPLO:

13. OTRO EJEMPLO DE AGENTE…

14. OTRO AGENTE…
¿QUÉ USA PARA ACTUAR?
REACCIONES
QUÍMICAS PARA
INTERACTUAR
CODIFICACIÓN
QUÍMICA DE SUS
PROTOCOLOS

15. ¿INTELIGENCIA?
• 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?

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

17. DE LA INTELIGENCIA HUMANA AL
COMPORTAMIENTO SOCIAL…
• ¿SE PUEDE EXPLICAR?

18. PROTESTAS EN HONG KONG:
CONEXIÓN EMERGENTE
• ¿Sabiduría de las masas?

19. Y POR ÚLTIMO…HIGH FREQUENCY
TRADING EN LA BOLSA
Agente de compra-venta
MERCADOS
COMPRA-VENTA
DE
ACCIONES
CONEXIÓN
ULTRARRÁPIDA

20. MILES (MILLONES) DE BOTS TRABAJANDO CON
COMPORTAMIENTOS SIMPLES PERO MUY RÁPIDOS
• ¿SE PUEDE PREDECIR EL
COMPORTAMIENTO DE
ESTE TIPO DE SISTEMAS?

21. PELIGROS…

22. PREGUNTA ( D E S A F Í O ) :
• ¿Se puede controlar este tipo de sistemas
multiagente?
• ES UN SISTEMA COMPLEJO

23. PERCEPCIÓN DE SU ENTORNO
“CERCANO”, NO DE TODO EL ENTORNO
• No son omniscientes

24. POR TANTO…
• LOS AGENTES SON UBICUOS
• MUCHOS NIVELES DE COMPLEJIDAD (DIFERENTES
SUBSISTEMAS, INTERRELACIONADOS)
• SOMOS AGENTES Y VIVIMOS INTERACTUANDO
CON INFINIDAD DE AGENTES

25. PERO…
• ¿CÓMO SE PASA DEL COMPORTAMIENTO
INDIVIDUAL AL COMPORTAMIENTO COLECTIVO?
• ¿EL PRIMERO DETERMINA EL SEGUNDO?
• SI FUESE ASÍ… ¿CÓMO?
• ¿CÓMO ESTUDIARLO?

26. E M E R G E N C I A

27. TEST DE EMERGENCIA
DISEÑO:
EL DISEÑADOR HA CONSTRUIDO EL SISTEMA DESCRIBIENDO LAS
INTERACCIONES LOCALES ENTRE LAS COMPONENTES USANDO
UN LENGUAJE L1
!
!
OBSERVACIÓN:
EL OBSERVADOR ES PLENAMENTE CONSCIENTE DEL DISEÑO,
PERO PARA DESCRIBIR EL COMPORTAMIENTO GLOBAL DEL
SISTEMA (DURANTE SU EJECUCIÓN) UTILIZA UN LENGUAJE
DISTINTO, L2
!
SORPRESA
LOS LENGUAJES L1 Y L2 SON ESENCIALMENTE DISTINTOS, Y EL
VÍNCULO CAUSAL ENTRE LAS INTERACCIONES -PROGRAMADAS
CON L1- Y EL COMPORTAMIENTO OBSERVADO Y EXPRESADO CON
L 2 NO ES OBVIO
Ronald, E., Sipper, M., Capcarre, M.: Design, Observation, Surprise! A Test of Emergence
Artificial Life, Vol. 5, No. 3, Pages 225-239

28. PRINCIPIO (MUY POLÉMICO)
• EL TEST DE SORPRESA DEPENDE DE NUESTRA
INTERPRETACIÓN
• SI QUEREMOS SIMULAR/MODELAR/ESTUDIAR
SISTEMAS DE AGENTES DEBEMOS ENTRENARNOS
EN PRODUCIR COMPORTAMIENTOS EMERGENTES

29. EJEMPLO:
Ejemplo: vehículos
de Braitenberg

30. TROPISMO. INTERPRETACIÓN
• Agentes con tropismo: tendencia
animal a responder ante un estímulo
• Ejemplo: los vehículos de
Braitenberg

31. APLICACIONES: ENJAMBRES, INTERACCIONES
INDIRECTAS, MANUFACTURACIÓN BARATA…

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

33. EMERGENCIA SINTÉTICA (DESCRIPCIÓN
Y ESPECIFICACIÓN COMPLETAS)

34. EMERGENCIA SINTÉTICA (DESCRIPCIÓN
INCOMPLETA, ESPECIFICACIÓN COMPLETA )

35. EMERGENCIA SINTÉTICA (DESCRIPCIÓN
Y ESPECIFICACIÓN INCOMPLETA )
MUCHAS
PROPUESTAS
SON TIPO
DE ESTE

36. MODELANDO…¿O SIMULANDO?
• 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

37. CICLO DE MODELADO

38. CICLO DE MODELADO
TENER
CLARA LA
CUESTIÓN
ESPECIFICA EL
COMPORTAMIENTO
DE LOS AGENTES,
NO DEL SISTEMA
GLOBAL
ELEGIR
PARÁMETROS,
ESCALAS,
PROCESOS, ETC.
(SIMPLIFICACIONES)
ANALIZAR, TESTEAR,
REVISAR EL MODELO
ELEGIR PARÁMETROS,
ESCALAS, PROCESOS,
ETC.
(SIMPLIFICACIONES)

39. SIMULACIÓN (SOCIAL, EN ESTE CASO)
• 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

40. UN EJEMPLO DE MODELADO
• SmartGrids

41. EJEMPLO: DINÁMICA URBANA
“EXTREMA”
• Simulación
multiagente
del desastre
del Katrina
MODELIZACIÓN
! !
DATOS

42. http://www.youtube.com/watch?v=pTKhrpl9jZc
• Utilidad…

43. NO PROGRAMAREMOS SISTEMAS,
PROGRAMAMOS AGENTES
(Y EL ENTORNO SI ES NECESARIO)

44. EJEMPLO…ROBOCUP

45. CAMPO (VIRTUAL… CON SIMULACIÓN DEL
ENTORNO REAL)
• Programamos jugadores, NO equipos completos

46. EJEMPLO DE PARTIDO…
REACCIÓN VERSUS DELIBERACIÓN

47. PERO… ¿QUÉ SE PUEDE MODELAR?
• 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
FORMA 13
• 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

48. PERO SE PUEDE
HACER MUCHO MÁS…
Veamos trabajos recientes…

49. BIOLOGÍA COMPUTACIONAL

50. SOCIOLOGÍA
COMPUTACIONAL

51. LINGUÍSTICA

52. CULTURA…

53. URBANISMO, CIUDADANOS…

54. AGRICULTURA,
ECOSISTEMAS (URBANOS)

55. ECONOMÍA, MARKETING

56. Y, EN GENE RAL…
SISTEMAS COMPLEJOS

57. CONCLUSIONES
• Agentes: concepto ubicuo
• Programación de sistemas multiagente: un campo
transversal a todas las disciplinas científicas
• Inteligencia emergente…

58. JORNADAS FORMA 14
INTRODUCCIÓN AL MODELADO DE
SISTEMAS MULTIAGENTE