MRS: an Introduction © A. D’Angelo Multi Robot Systems: an Introduction Antonio D’Angelo.

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1 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Multi Robot Systems: an Introduction Antonio D’Angelo

2 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Agente Completo  agente completo: sistema in grado di soddisfare i propri obiettivi con risorse direttamente acquisibili e controllabili senza intervento umano  autonomia: capacita' di un agente ad eseguire un compito predefinito in assenza di operatore umano

3 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Definizioni a Confronto  embodiment  autosufficienza  situatedness  autonomia Pfeiffer Brooks  embodiment  intelligenza  situatedness  emergenza

4 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Caratterizzazione  Agente completo  Sistema valore  Nicchia  Bilancio Ecologico

5 MRS: an Introduction © A. D’Angelo  L'agente trasduce nell'ambiente il flusso di segnali sensoriali in ingresso producendo una sequenza di comandi motori in uscita Situatedness

6 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Embodiment  ciascun agente è realizzato con una struttura fisica ( le sue componenti sono parte dell'ambiente )‏  capacità di rapportarsi con il mondo reale ( dare significato alle azioni prodotte nell'ambiente )‏  symbol grounding: ancorare il proprio sistema simbolico alle caratteristiche da esso rilevabili

7 MRS: an Introduction © A. D’Angelo  non esistono agenti universali  ciascun agente ha limiti operativi ben specificati  assunzioni implicite nello sviluppo dell'agente autonomo  il sistema risulta più semplice da realizzare Nicchia

8 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Sistema Valore Individuale  misura che permette di evidenziare la rilevanza senso-motorio per il singolo agente rispetto ai goal individuali all'interno della nicchia  metodo alternativo di definire la gestione del coordinamento fra comportamenti, e realizzabile con un arbitraggio statico o dinamico

9 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Agente Autonomo  situato  corporeo  reattivo  stabile  adattivo

10 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Colonia di Agenti  Agente sociale  Situatedness  Embodiment  Dinamica dell'interazione  Fluidità della morfologia corporea  Proprietà di benevolenza

11 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Architetture Multiagente I  Mataric comportamento adattivo di gruppo  Parker comportamenti motivazionali  Rude comunicazione implicita ed esplicita via network  Steels sviluppo orientato al comportamento

12 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Architetture Multiagente II  Stone apprendimento multilivello  Kube scambio di task su suggerimento percettivo  Pagello & D'Angelo coordinamento implicito fra comportamenti  Dorigo ant systems

13 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Agente Sociale  La dimensione corporea dell'agen- te sociale è una sua proprietà rile- vante, indipendentemente dal livello di embodiment posseduto dai singoli agenti  cooperazione e coordinamento  Capacità di comunicazione

14 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Stigmergia  Informazione situata  sign-based  cue-based  Coordinamento implicito  Rafforzamento o smorzamento dell'altrui comportamento

15 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Pressione Sociale  Spinta alla realizzazione del comportamento collettivo  Interferenza  Competizione sulle risorse  Competizione sugli obiettivi  Regole sociali

16 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Sistemi Valore  L'agire collettivo di un gruppo di indi- vidui si basa sul comportamento indi- viduale di ciascun agente singolo  Coordinando opportunamente i com- portamenti individuali di ciascun agente, questi possono combinarsi per dar luogo all'unico comportamento collettivo emergente dai comportamenti individuali

17 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Valore Individuale/Sociale  Sistema valore individuale, ciò che è rilevante per l'individuo  Sistema valore sociale, ciò che è rilevante per il gruppo dal punto di vista senso-motorio  Coordinazione dei comportamenti individuali per ottenere il comporta- mento collettivo

18 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Comportamenti Sociali  comportamenti paragonabili ad atti ri- flessi che introducono un bias nel com- portamento dell'agente per agevolare il presentarsi di situazioni favorevoli rispetto agli obiettivi del gruppo  Sono scelti non in base alla funziona- lità ma in vista del comportamento che si vuole dare al gruppo

19 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Arbitraggio Sociale  I sistemi a valore individuale e sociale possono collassare nel modulo di arbi- traggio del singolo individuo.  Il sistema a valore sociale deriva da un uso intensivo dell'euristica nella costruzione dell'arbitraggio  formalizzabile nel meccanismo della pressione sociale con cui il sistema va- lore sociale modifica il sistema valore individuale

20 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Sistema valore sociale  racchiude tutto ciò che è rilevante per il gruppo dal punto di vista senso-motorio  l'uso della componente motoria è de- terminata dal livello di embodiment dell'agente; pertanto,  nel caso dell'agente sociale tale com- ponente assume una rilevanza maggio- re rispetto al caso individuale.

21 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Macroparametri  La morfologia del gruppo dipende dalla disposizione degli agenti com- ponenti nella nicchia  Macro-percezioni: sistema percettivo ad hoc, eventualmente basato sull'euris- tica, che permette al gruppo di acquisire informazioni sullo stato dell'ambiente  Macroparametro: funzione scalare associata alla macro-percezione

22 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Macropercezioni  Le macro-percezioni evidenziano confi- gurazioni dell'ambiente che sono  importanti per il gruppo  trascurabili per il singolo agente  in quanto non correlate con la sua utilità individuale

23 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Morfologia del Gruppo  Nessuna assunzione viene fatta sulla morfologia dell'agente collettivo  in quanto dipendente dalla disposizione degli agenti componenti nella nicchia  Nessun sistema valore implicito built- in è assegnato allo scopo.

24 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Macro Percezioni  Il gruppo, considerato come un agente autonomo, può essere dotato di un sistema percettivo ad hoc,  eventualmente basato sull'euristica,  che gli permetta di acquisire informazioni sullo stato dell'ambiente, ossia  macro-percezioni,  senza trascurare i vantaggi che in questo caso l'embodiment è in grado di fornire.

25 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Mente Sociale  L'insieme di valori per il gruppo è tutto ciò che ha un valore indiretto per il singolo agente.  Obiettivo della mente sociale di un agente è quello di verificare che i valori di gruppo adottati si mantengano su livelli adeguati,  adatti al task collettivo da realizzare

26 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Archittetura del Gruppo  Dal punto di vista architetturale il gruppo assume un aspetto simile al singolo agente dove  ciascun comportamento è alimentato dalle macro-percezioni, e  e genera azioni che si manifestano tramite le azioni individuali degli agenti del gruppo.

27 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Pattern di Attivazione  Il valore sociale si differenzia da quello individuale nei comportamenti che sono definiti implicitamente come pattern di attivazione dei comportamenti dei singoli agenti.  Il gruppo definisce un insieme di valori  appartenti alla mente sociale di ciascun agente individuale.  caratterizzabili da parametri che possono essere rilevati nell'ambiente da ciascun agente e vengono acquisiti attraverso le macro-percezioni.

28 MRS: an Introduction © A. D’Angelo Macroparametri  Ogni parametro ha una sua specificità che dipende dalla morfologia del gruppo e dai suoi obiettivi.  La loro scelta è il punto più critico di tutta l'architettura rappresentando informazioni che nell'ottica del singolo agente autonomo self-interested non sono significative  riflettono aspetti dell'ambiente che non sono interessanti individualmente.