Simulación con agentes Luis Fabiani Bendicho ISBC - Enero 2000.

Simulación con Simulación con agentesagentes

Luis Fabiani BendichoISBC - Enero 2000

ISBC - Enero 2000 Luis Fabiani Bendicho

Índice

• Qué es la simulación

• Qué es un agente

• Objetivo del trabajo

• Clases desarrolladas

• Notas de interés

• Mi simulador: Carretera


Qué es simulación

• Simulacrum retrato

* Prototipado

*Meteorología

*Grupos de individuos

*...

• Retrato de una situación para averiguar los resultados

• Muchas aplicaciones:


Qué es un agente

• Agens, agentis agere actuar

• Muchas definiciones para agente informático:

Acuerdo: agentes actúan por separado e interactúan

• Aprovecharlos para simulación


Objetivo

www.agentsheets.com

• El punto de referencia:


Objetivo

• ¿Qué ofrece agentsheetsINC?

» (…) the most powerful simulation building environment available to end-users. Untrained end-users can now build interactive simulations for the web without any knowledge of Java programming.

» AgentSheets Inc. can build complete simulations for you.

» a web-based forum that lets users freely exchange agents allowing them to collaborate with users around the world, or with people in the next room.


Objetivo

• Realizar las clases básicas para diseñar simuladores fácilmente.

• Implementar un simulador sencillo, a modo de ejemplo, utilizándolas.

• Diseño y realización de un interfaz amigable

Fuera de alcance


Clases desarrolladas• Objetivos:

» Abstracción y genericidad

Simulador Mundo

Regla

AgentePosicion

• Jerarquíade clases:


• Clase Mundo:» Se buscaba genericidad y abstracción para

modelar distintos tipos de mundos:

Clases desarrolladas

» Problemas:Almacenamiento y acceso de nodos.Representación visual del mundo


Clases desarrolladas• Clase Mundo:

NO Abstracta: mundo 2D cuadrado(dependencias 2D en negrita)

public class Mundo{ private Vector posiciones; Mundo (); public Vector orientaciones (); private void borrarMundo (); public void size (int x, int y); public Posicion posicion (int x, int y);}


Clases desarrolladas• Clase Posicion (1):public class Posicion{ Posicion (int nuevaPosX, int nuevaPosY,

int anchoEspacio, int altoEspacio);

public int posX(); public int posY();

public void nuevaDescripcion (String d); //Cargamos la imagen public String descripcion(); //¿Qué tipo de posición somos?


Clases desarrolladas• Clase Posicion (2): Agentes en una posición

public Vector agentes = new Vector (); public Vector tieneAgente (String nombre);

public void draw (); public void dibujar (Image frame, int xFrame, int yFrame, int anchoFrame, int altoFrame);

//Para que los agentes se olviden de la gestión de dibujo

public void tick(); //Actuan los agentes de esa posición


Clases desarrolladas• Clase Posicion (3): Moviéndose por el mundo

private Hashtable vecinos = new Hashtable(); public void insertarVecino (String orientacion, Posicion vecino); public Posicion vecino (String orientacion); public Vector orientaciones(); public String siguienteOrientacion (String orientacion); public String anteriorOrientacion (String orientacion); public String cambiarOrientacion (String orientacion, String modo);

}


Clases desarrolladas• Clase Agente (1):


Clases desarrolladas• Clase Agente (1):

public abstract class Agente{ private Posicion posicion = null; public String orientacion; public int frecuencia = 1; //Esto es cada cuántos turnos actuamos. public int turnoActual = 1;

public abstract String nombre ();//El nombre del fichero imagen y el del agente

public void draw (); // posicion.dibujar()


Clases desarrolladas• Clase Agente (2): Reglas y posiciones

private Vector reglas = new Vector(); private boolean reglasOrdenadas = true; public void insertarRegla (Regla r); public void eliminarRegla (Regla r); private void ordenarReglas ();

public void nuevaPosicion (Posicion nP); //Actualiza la posición protected Posicion posicionActual ();


Clases desarrolladas• Clase Agente (3): Actuando

public void tick(); protected void calcularNuevaPosicion();

//Implementación : recorre e invoca las reglas//pero guarda la nueva posición en una variable... public Posicion nuevaPosicion; public void actualizarPosicion ();

protected void calcularNuevoFrame();

public Vector mensajesValidos (); //Devuelve un vector de Strings. public void recibeMensaje (Vector mensaje); public void destruir ();}


Clases desarrolladas• Clase Regla:

public abstract class Regla{ /* Si esta regla no sugiera nada, devuelve un null. * Si no, devuelve un vector con: * la nueva orientación [.elementAt(0)] * la nueva posicion [.elementAt(1)]. */ public abstract Vector ejecutar (Posicion posicion, String orientacion); private int prioridad = 0; public int getPrioridad () public void putPrioridad (int nuevaPrioridad);}


Clases desarrolladas• Clase Simulador (1): Estructura

» Un mundo

public Mundo mundo = new Mundo (this);

» Unos agentes

private Vector agentes = new Vector ();

» Una ejecución

private Vector listaDeModos = new Vector (); private String modoEjecucion;


Clases desarrolladas• Clase Simulador (2): Funciones

» Por ser un applet:void init () void start (), void stop (), voir run ()

» Para la ejecución.void elegirModo (String);/* "CONTINUO" => por tiempo, cada

SLEEP_MILLIS milisegundos "TECLADO" => por pulsación de ENTER. */String modoActual ();/* Devuelve el modo actual.*/

void addAgente (Agente);void removeAgente (Agente);boolean handleRequestedEvent (Event);


Otros aspectos• Paquete com.next.gt

• La clase ReglaJESS:» .ejecutar() implementado: ejecuta fichero CLIPS» Lee fichero por función .seleccionarFichero(String)

Al construir fichero CLIPS:Usar funciones de las clases:

(call ?x <funcion> <parametros>+)Coger valores iniciales en memoria de trabajo

(posicion-inicial ?x) (orientacion-inicial ?y)Dejar valores finales en memoria de trabajo

(posicion-final ?x) (orientacion-final ?y)


Mi Simulador: Carretera• El applet Carretera (1):

import Semaforo;import Coche;public class Carretera extends Simulador{private static int configuracion[][] ={ {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, {0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0}, {0, 1, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 0}, {0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0}, {0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0}, {0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}, };

public int mundoX () { return configuracion[0].length; } public int mundoY () { return configuracion.length; }

public String mundoDescripcionEstandar () { return "ground"; }


Mi Simulador: Carretera• El applet Carretera (2):

public void init () { super.init();

//La carretera: for (int y = 0; y < configuracion.length; y++) for (int x = 0; x < configuracion[y].length; x++) { if (configuracion[y][x] == 1) mundo.posicion (x,y).nuevaDescripcion ("road"); }

//Agentes: Semaforo s = new Semaforo (); s.nuevaPosicion(mundo.posicion(2,2)); addAgente (s); Coche1 c = new Coche (); c.nuevaPosicion(mundo.posicion(6,8)); c.orientacion = "IZQUIERDA"; addAgente (c); c = new Coche (); c.nuevaPosicion(mundo.posicion(7,8)); c.orientacion = "IZQUIERDA"; addAgente (c);}


Mi Simulador: Carretera• El agente Semaforo (1):

class Semaforo extends Agente{ public String estado = "ROJO"; Semaforo () { super (); //Hacemos que el semáforo vaya más lento. frecuencia = 10; //Le añadimos un nuevo mensaje. mensajes.addElement ("PONER_EN"); } /*Agente()*/ public String nombre () { return "Semaforo"; }

public int framesHorizontal () { return 3; } public int framesTotal () { return 3; }

/* Procesamos los nuevos mensajes */ public void recibeMensaje (Vector mensaje) { String elMensaje = (String) mensaje.elementAt(0); if (elMensaje == "PONER_EN") estado = (String) mensaje.elementAt (1); else super.recibeMensaje (mensaje); }


Mi Simulador: Carretera• El agente Semaforo (2):

/* No usamos reglas */ protected void calcularNuevaPosicion() { if (estado == "ROJO") estado = "VERDE"; else if (estado == "VERDE") { estado = "AMBAR"; super.turnoActual = 1;

//Para que en ambar solo esté 1 turno. } else if (estado == "AMBAR") estado = "ROJO"; } /*calcularNuevaPosicion*/

protected void calcularNuevoFrame() { if (estado == "VERDE") currentFrame = 0; else if (estado == "AMBAR") currentFrame = 1; else if (estado == "ROJO") currentFrame = 2; }


Mi Simulador: Carretera• El agente Coche:class Coche extends Agente{ Coche () { super (); //Hacemos que el coche vaya rápido frecuencia = 1; //Le añadimos las reglas.

Regla regla = new R_para(); insertarRegla (regla);

regla = new R_derecha (); insertarRegla (regla);

regla = new R_recto (); insertarRegla (regla);

regla = new R_izquierda (); insertarRegla (regla);

regla = new R_otrocoche(); insertarRegla (regla); } /*Agente()*/

public String nombre () { return "Coche"; }

public int framesHorizontal () { return 4; }

public int framesTotal () { return 4; }

/* Calcula el frame actual. */ protected void calcularNuevoFrame() { currentFrame = posicionActual().orientaciones().indexOf(orientacion); }}


Mi Simulador: Carretera• Las reglas de Coche1:

REGLA PRIORIDAD HACE R_para 1000 Si hay un semáforo

en rojo, se quedadonde está

R_otrocoche 1000 Si hay otro cochedelante, se quedadonde está

R_derecha 500 Si puede girar a laderecha, gira

R_recto 200 Si puede seguir recto,sigue

R_izquierda 100 Gira a la izquierda


Mi Simulador: Carretera

Y ahora...

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