introducción a los agentes de información

AgenciaAg. Inform.Clasificación

Introducción a los agentes de información

Miguel Rebollo (@mrebollo)

Dept. Sistemas Informáticos y ComputaciónUniv. Politécnica de Valencia

Agentes de Información y Web SemánticaMaster IARFID

@mrebollo Introducción a los agentes de información

Contenidos

1 Concepto de agencia. Repaso¿Qué es un agente?Propiedades de los agentesArquitecturas de agentes

2 Agentes de información. DefiniciónEl territorioAgentes de informaciónTecnologías fundamentales

3 Clasificación de los agentes de informaciónAdI no cooperativosAdI cooperativosAdI adaptativos

Contenidos

DefiniciónPropiedadesArquitecturas

los agentes no existen

si existen, no son sirvensi sirven, no funcionan

si funcionan, no son agentes

los agentes no existensi existen, no son sirven

si sirven, no funcionansi funcionan, no son agentes

los agentes no existensi existen, no son sirvensi sirven, no funcionan

¿Qué es un agente?

"Entidad que es capaz de intercambiarmensajes utilizando un lenguaje decomunicación de agentes"(M.R. Genesereth)

"Una entidad autónoma que percibe yactúa sobre su entorno" (S. Russell)

"Sistema situado dentro de y formandoparte de un entorno que percibe y actúasobre ese entorno, a través del tiempo,persiguiendo su propia agenda para asíactuar sobre lo que percibirá en el futuro"(S. Franklin)

"Componentes activos y persistentes queperciben, razonan, actúan y comunican"(M. Huhns)

"Entidad cuyo estado es visto como unconjunto de componentes mentales, talescomo creencias, capacidades, elecciones yacuerdos" (Y. Shoham)

"Un sistema computacional, situado enalgún entorno, que es capaz de actuar deforma autónoma y flexible con tal de lograrsus objetivos" (M. Wooldridge)

Sistemas multiagente

Es un sistema que agentes que interactuan entre sítop-down: resolución de problemas distribuidosbottom-up: emergencia de nuevas propiedades

Los agentes deben tener la capacidad decoordinarsecooperarcolaborarnegociar

Propiedades elementales

agente reactivointeractua dinámicamente con su entornoresponde a eventos inesperados (no determinista)

agente proactivogenera y trata de alcanzar sus propios objetivosreconoce oportunidadestoma la iniciativa

agente socialse comunica y colabora con otros agentes

Propiedades de los agentes

Noción débil Noción fuerte Otras propiedadesAutonomía Conocimiento/Creencias Racional

Habilidades sociales Intenciones De confianzaReactividad Deseos/Objetivos BenevolenteProactividad Obligaciones Móvil

Emociones

Agentes racionales

Contiene una representación simbólica explícita deel mundo (entorno que conoce)las acciones que puede realizarlos objetivos a alcanzar

Delibera acerca de qué debe hacer y actúa para alcanzar losobjetivos seleccionadosDetermina qué acciones debe realizar para lograr sus objetivosde la forma más eficiente posible

Arquitecturas de agentes. Deliberativas

Razonamiento simbólico (lógico, deductivo)Arquitectura BDI (Rao & Georgeff) y AOP (Shoham)

Bucle de control

B = brf (B, s)D = options(B,D)I = filter(B,D, I )p = plan(B, I )

execute(p)

Arquitecturas de agentes. Deliberativas

Razonamiento simbólico (lógico, deductivo)Arquitectura BDI (Rao & Georgeff) y AOP (Shoham)

Bucle de control

B = brf (B, s)D = options(B,D)I = filter(B,D, I )p = plan(B, I )

execute(p)

Arquitecturas de agentes. Reactivas

tiempos de respuestaacotadosimportante para agentesfísicosarquitectura desubsumpción (Brooks)

Arquitecturas de agentes. Híbridas

combina ambas las propuestas anteriores:reactividad para las acciones a corto plazodeliberatividad para acciones estratégicas

interacción entrecomportamiento reactivoplanificación local (estados mentales)planificación social (colaboración)

Interrap (Müller) y TuringMachines (Ferguson)

Arquitecturas de agentes. Híbridas

TerritorioDefiniciónTecnologías

El territorio

Datos des-, semi- y estructurados (estructura heterogénea)Semánticas diferentes (semántica heterogénea)Diferentes fuentes de datos y de información (sistemaheterogéneo)Información volátil

creación dinámica de nueva informaciónreubicación de la información existentecambios en la topología de la red (disponibilidad)

Información redundante (mirrors)

Búsqueda activa en la web

uso extendido de motores de búsqueda y metabuscadoresmétricas de importancia de resultados

no de enlaces que llegan a la páginasuma ponderada del no de enlaces que llegan a la páginaen función de su localización (dominio, profundidad...)

razones para la exclusión de una página en los resultadoslimitación de acceso a los robots de búsquedabúsqueda en anchura → no se explora un sitio completoefectos del diseño de las webs

Agentes de información

Definition (Agente inteligente de información)Es un agente inteligente (racional) capaz de

acceder a una o múltiples fuentes de datos, información yconocimiento, distribuidas y heterogéneas.adquirir, proporcionar y mantener información relevantemediar con personas y otros agentes

Opción adecuadapara entornos abiertos(¿la mejor?)

entornos dinámicos, cambiantesgran impredecibilidadrequieren un comportamientoautónomo y flexible

Agentes de información

Definition (Agente inteligente de información)Es un agente inteligente (racional) capaz de

acceder a una o múltiples fuentes de datos, información yconocimiento, distribuidas y heterogéneas.adquirir, proporcionar y mantener información relevantemediar con personas y otros agentes

Opción adecuadapara entornos abiertos(¿la mejor?)

entornos dinámicos, cambiantesgran impredecibilidadrequieren un comportamientoautónomo y flexible

Tecnologías fundamentales

Búsqueda y accesode fuentes relevantes de información

recuperación de información,búsqueda, data miningrecomendación: filtrado social,basada en contenidos...

Comprensión y procesamientode datos heterogéneos

semánticas descriptivas, metadatos,ontologíasintegración inteligente de información(I3)

Cooperacióncon otros agentes de información

comunicación entre agentes: FIPA,KQML, conversaciónplanificación: compartida,parcial/global planningnegociación para servicios de pago:subastas, coaliciones, regateorecomendación: recomendacióncolaborativa

Adaptación a cambios no deterministasen datos, fuentes, de información, redy sociedad de agentes

redes neuronales adaptativas,razonamiento probabilístico/difuso,CBR, reinforcement learning

Módulos de un AdI básico

Habilidades básicas de los AdI

No cooperativosCooperativosAdaptativos

AdI no cooperativos

Se corresponden con las características esencialesde un agente de información

Funcionalidades principalesacceso a sistemas de información y recursos heterogéneos ydistribuidos en Internetrecuperación y filtrado de información relevante desdecualquier medio digitalgestión de metadatos y conocimiento ontológico

AdI no cooperativos

TCP/IP y HTTP como estándares de factoutilización de middleware

implementados con tecnología web: Java, ActiveX, CGI...acceso a bases de datos con interfaces genéricos: JDBCacceso transparente en entornos distribuidos: DCOM,CORBA/IIOP, RMI

beneficioswrapper para encapsular sistemas heredadospermite la interoperatividad a más alto nivel

¿Sería más adecuado usar hoy WS (Web Services) comoMiddleware?¿Un agente wrapper es un agente o es sólo un WS?

AdI no cooperativos

TCP/IP y HTTP como estándares de factoutilización de middleware

implementados con tecnología web: Java, ActiveX, CGI...acceso a bases de datos con interfaces genéricos: JDBCacceso transparente en entornos distribuidos: DCOM,CORBA/IIOP, RMI

beneficioswrapper para encapsular sistemas heredadospermite la interoperatividad a más alto nivel

¿Sería más adecuado usar hoy WS (Web Services) comoMiddleware?¿Un agente wrapper es un agente o es sólo un WS?

AdI no cooperativos

Recuperación y filtrado de la información

Definition (Modelo de IR)un conjunto de documentos Dun conjunto de consultas Qun marco de representación de documentos y consultas Fun función de valoración R(q, d) que define un orden para losdocumentos de D para una consulta q

Medidas del resultadoprecisión: documentos relevantes de los recuperadosrecall: doc. recuperados de los relevantes (todos)otras medidas subjetivas (p.ej., novedad)

AdI no cooperativos

Recuperación y filtrado de la información

Definition (Modelo de IR)un conjunto de documentos Dun conjunto de consultas Qun marco de representación de documentos y consultas Fun función de valoración R(q, d) que define un orden para losdocumentos de D para una consulta q

Medidas del resultadoprecisión: documentos relevantes de los recuperadosrecall: doc. recuperados de los relevantes (todos)otras medidas subjetivas (p.ej., novedad)

AdI no cooperativos

Proceso de recuperación de la información1 preprocesado de los documentos2 procesado de la consulta3 recuperación de los documentos relevantes4 presentación de los documentos y evaluación del resultado5 retroalimentación del usuario

AdI no cooperativos

Gestión de metadatos y ontologíasnecesidad de capturar la semántica de los datoslenguajes: Dublin Core, WIDL, RDF...RDF proporciona primitivas para definir ontologías y describirlos contenidos

Problema: metadatos usan vocabulario comúnusar ontologías compartidas, reutilizablesherramientas más utilizadas para agentes: RDF, OIL y lógicasde descripción.buscar relaciones entre distintas ontologías

AdI no cooperativos

Gestión de metadatos y ontologíasnecesidad de capturar la semántica de los datoslenguajes: Dublin Core, WIDL, RDF...RDF proporciona primitivas para definir ontologías y describirlos contenidos

Problema: metadatos usan vocabulario comúnusar ontologías compartidas, reutilizablesherramientas más utilizadas para agentes: RDF, OIL y lógicasde descripción.buscar relaciones entre distintas ontologías

AdI cooperativos

Necesidad de acceso eficiente a recursos de informacióndistribuidos (cooperative information systems)

tecnología base: mediadorespermite la interoperabilidad entre sistemas de informaciónentidades computacionales que realizan actividades de valorañadido manteniendo oculto el modelo de información(wrappers)funciones principales

1 traducción entre ontologías2 descomponer y ejecutar consultas complejas3 fusionar respuestas de varios agentes

AdI cooperativos

Comunicación entre agentesnecesidad de conversaciones (speech act)utilización de lenguajes de comunicación de agentes (ACL):FIPA y KQML principalmentedefine la sintaxis y la semántica de los mensajesrepresenta intenciones de comunicaciónlenguajes de contenidos:

comprensión del significado de palabras, conceptos y nocionesde diferentes dominios (ontologías)KIF (knowledge interchange format) y SL (semantic lang.)

AdI cooperativos

Speech acts. Tipos de verbos (J. Searle)Verbo

DescripciónEjemplo

Asertivos convence de la verdad de un hecho informComisivos convence de un curso de acción promiseDeclarativos afecta al estado en el que se encuen-

tran las cosasdeclare

Directivos intenta convencer de que se realiceuna acción

propose

Expresivos expresa un estado mental prefer

AdI cooperativos

Tipos de diálogos (D. Walton & E. Krabbe)Diálogo Objetivo Situación inicialPersuasión Resolución de conflictos Situación de conflictoNegociación Hacer un trato Conflicto de interesesDeliberación Tomar una decisión Necesidad de una acciónBúsqueda inf. Expandir el conocimiento Ignorancia personalInterrogación Aumentar el conocimiento Ignorancia general"Eristic" Humillación Antagonismo

AdI cooperativos

Sociedades de agentes de informaciónCoordinación: gestionar dependencias entre actividades devarios actores para conseguir una meta o evitar conflictos conla máxima concurrencia.Estrategias: planificación distribuida, negociacióndescentralizada...

Example (Intermediación de servicios)Tres elementos: proveedor, cliente, middleagentAgentes intermediarios: matchmacker y brokerRequiere un lenguaje común de descripción (DAML)

AdI cooperativos

Sociedades de agentes de informaciónCoordinación: gestionar dependencias entre actividades devarios actores para conseguir una meta o evitar conflictos conla máxima concurrencia.Estrategias: planificación distribuida, negociacióndescentralizada...

Example (Intermediación de servicios)Tres elementos: proveedor, cliente, middleagentAgentes intermediarios: matchmacker y brokerRequiere un lenguaje común de descripción (DAML)

Modelos de intermediación

AdI adaptativos

Tratan con incertidumbre e inf. incompleta para tomardecisiones inteligentes sobre la marchaCriterios de adaptación

Estrategia: aprendizaje por ejemplos, analogía odescubrimientoTipo de retroalimentación: refuerzo, supervisado o noTipos de interacción entre los agentesPropósito del aprendizaje: mejora individual o del stma.Distribución de la información y concurrencia

Técnicas de aprendizaje: RN, Q-learning, CBR...

AdI adaptativos no cooperativos

Interacción persona-computadorLos agentes deben interactuar con usuarios a través de uninterfaz inteligenteAmbos pueden tomar la iniciativa en la comunicaciónRequerimientosAnticiparse a las necesidades del usuarioVisualizar el espacio de información en tiempo real, usandoRV, personajes sintéticos, entornos de tele-inmersión...Reconocimiento de habla y gestos corporales (computaciónafectiva)

AdI adaptativos no cooperativos

Filtrado de información y perfiles de usuarioRecomendación de elementos según correlaciones en elcontenido (palabras clave, funcionalidades, preferencias delusuario...)Generación automática por observaciónPerfil utilizado para

Predecir futuras accionesRecomendar y seleccionar documentos de forma proactiva

AdI adaptativos cooperativos

No está muy extendido, pues no se ha estudiado la relación entrela adaptación de un agente y el MAS y viceversa

Filtrado colaborativoTécnica para la recomendación colaborativaCompara el vector de preferencias del usuario con los de otrosusuariosEs difícil manipular las recomendaciones → confianza.

AdI adaptativos cooperativos

No está muy extendido, pues no se ha estudiado la relación entrela adaptación de un agente y el MAS y viceversa

Filtrado colaborativoTécnica para la recomendación colaborativaCompara el vector de preferencias del usuario con los de otrosusuariosEs difícil manipular las recomendaciones → confianza.

Para saber más. . .

M. KluschInformation Agent Technology for the Internet: A SurveyIn Journal on Data and Knowledge Engineering, Special Issueon Intelligent Information Integration, D. Fensel (Ed.), Vol.36(3), Elsevier Science, 2001.

K. Sycara, et al.Dynamic Service Matchmaking Among Agents in OpenInformation EnvironmentsSIGMOD Record, Vol 28, 1999.

Temas para posibles trabajos

Estado del arte sobre agentes de informaciónRevisar los resultados de las investigaciones recientes sobre agentesde información en general

Colaboración adaptativaEn qué consiste la colaboración adaptativa: técnicas empleadas,tendencias actuales, etc.

Agentes Inteligentes para SEOTécnicas de IA, componentes, arquitecturas. . . que permitan a unagente de información apoyar las decisiones sobre posicionamientoen buscadores (SEO).

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