Tassonomia dei Sistemi Distribuiti Antonio D'Angelo

Comportamento definizione dell'elemento base del controllo di un robot autonomo regolarità di interazione fra il robot e il proprio ambiente legge di controllo per raggiungere e/o mantenere un particolare obiettivo assegnato

Comportamenti come Operatori I comportamenti sono operatori che definiscono il: raggiungimento di un obiettivo, se specificano stati terminali, per cui il robot si ferma nel mo- mento della loro realizzazione; mantenimento di un obiettivo, se perdurano nel tempo e non sono rappresentabili come stati terminali perchè sono caratterizzati da equilibri dinamici da mantenere.

Significato degli Operatori Raggiungimento: il robot si ferma nel mo- mento della realizzazione dell'obiettivo; Mantenimento: non si tratta di uno stato terminale perchè è caratterizzato da un equilibrio dinamico da mantenere.

Comunicazione ed Interazione Se sono presenti due o più robot nel medesimo ambiente, allora è necessario stabilire sotto quali condizioni le azioni dell'uno influiscono sul funzionamento dell'altro interazione: mutua influenza sui comportamenti

Comportamento Collettivo comportamento collettivo: ogni schema temporale di interazioni fra più agenti definiti da un osservatore esterno Fra tutti i possibili comportamenti collettivi solo alcuni sono effettivamente rilevanti per il conseguimento di un obiettivo collettivo

Comunicazione la comunicazione è il modo più comune attraverso il quale gli agenti intelligenti possono cooperare fra loro; il risultato osservabile di un comportamento può essere interpretato come una forma di comunicazione;

Comunicazione Diretta comunicazione diretta: atto comunicativo puro, con il solo obiettivo di trasmettere informazione (ad es. il parlato o la tras- missione di un messaggio radio); non deve essere necessariamente simbolico; che siano uno o a molti si richiede che i riceventi siano identificabili;

Comunicazione Indiretta comunicazione indiretta: si basa sull'osservazione del comportamento di un altro agente; questo tipo di comunicazione viene chiamato stigmergico in biologia; si riferisce alla modifica dell'ambiente piuttosto che ad uno scambio messaggi diretto;

Cooperazione cooperazione: forma di interazione basata sulla comunicazione. alcuni modelli di comportamento collettivo richiedono una comunicazione diretta: comportamenti collettivi dipendenti da qualche forma di negoziazione richiedono l'assegnazione dei singoli compiti a tutti i partecipanti

Cooperazione Esplicita cooperazione esplicita: si definisce come tale un insieme di interazioni che coinvolgono uno scambio di informazioni o, l'esecuzione di azioni a beneficio di altri agenti

Cooperazione Implicita cooperazione implicita: si tratta di azioni che, pur essendo parte del repertorio di comportamenti per il conseguimento di obiettivi specifici di un singolo agente, possono avere nell'ambiente l'effetto di aiutare altri agenti a conseguire i propri obiettivi

Interferenza e Conflitto interferenza: qualunque influenza che si oppone o blocca il comportamento di un agente verso il conseguimento di un obiettivo; Nelle società costituite da agenti con gli stessi obiettivi, l'interferenza si manifesta con la competizione per risorse condivise;

Conflitti Nelle società differenziate, dove i singoli individui possono avere obiettivi diversi fra loro, i conflitti si presentano in forme più complesse come la discordanza fra obiettivi, il deadlock, arrivando anche alla presenza di oscillazioni

Competizione sulle Risorse competizione sulle risorse: forma di interfe- renza dovuta alla molteplicità causata da gruppi di agenti che competono per l'ac-cesso a risorse comuni come lo spazio libero, le informazioni disponibili o gli oggetti presenti nell'ambiente; questa forma di interferenza compare sia in gruppi omogenei che eterogeni di individui.

Competizione sugli Obiettivi competizione sugli obiettivi: dipende da conflitti dovuti alle relazioni esistenti fra gli stessi obiettivi insorgono solamante in gruppi disomoge- nei dove gli individui perseguono sotto- obiettivi differenti compatibili ad alto livello conflittuali ai livelli più bassi

Modello Predittivo La competizione sugli obiettivi può essere ridotta con tecniche DAI se si assegna agli agenti capacità predittive sul comportamento degli altri agenti, con un modello che ciascun agente deve mantenere sugli obiettivi e le intenzioni di ogni altro agente del gruppo.

Regole Sociali l'approccio predittivo richiede risorse computazionali che non scalano con l'aumentare della dimensione del gruppo l'uso di regole sociali è un modo meno costoso per eliminare o ridurre parzial- mente la competizione su obiettivi e/o risorse

Interferenza e Competizione L'aumento della dimensione del gruppo provoca anche un aumento dell'interfe- renza dovuta alla competizione per l'acquisizione di risorse il declinio della performance globale del gruppo dà luogo ad una sempre maggiore richiesta di regole sociali

Efficienza e Robustezza Nei sistemi robotici coesistono due tipi diversi di valutazione della capacità di conseguimento degli obiettivi posti: l'efficienza, che dipende essenzialmente dagli algoritmi implementati in ciascun robot per raggiungere l'obiettivo richiesto, e la robustezza, che deriva dalla necessità di predisporre il sistema a superare eventuali fault locali.

Performance performance: attitudine di un sistema robotico a rispondere adeguatamente sia sul lato dell'efficienza che della robustezza sensibile riduzione nei gruppi di robot omogenei predisposti a soddisfare obiettivi comuni, provocando l'aumento dell'interferenza dovuta al tentativo di acquisire risorse comuni.

Benevolenza le richieste di accesso a risorse comuni, effettuato dai singoli individui, sono governate da casualità e asincronicità. proprietà di benevolenza: ciascun individuo non interferisce deliberatamente sul conse- guimento del compito di un altro individuo l'aumento del numero di individui, a parità di risorse condivise, dà luogo ad un drasti-co declino della performance

Impatto delle Regole Sociali grafico qualitativo dell'impatto delle regole sociali sul funzionamento complessivo del sistema multirobot.

Nessuna Regola Sociale La prima curva mostra il comportamento del gruppo in assenza di regole sociali, evidenziando una quantità limitata di risorse accessibili un incremento limitato della dimensione del gruppo riduce drasticamente la perfor- mance complessiva in seguito ad un'ele- vata interferenza per l'acquisizione di risorse.

Una Regola Sociale la seconda curva mostra l'introduzione di una regola sociale imponendo uno specifico protocollo per un eventuale utilizzo delle risorse. riduzione della libertà d'azione del singolo individuo evidenziata dalla possibile inattività in attesa che la risorsa si renda disponibile la performance complessiva migliora notevolmente.

Due Regole Sociali La terza curva mostra il comportamento dello stesso gruppo quando il suo accre- scimento raggiunge un limite superiore oltre il quale la singola regola sociale non è più sufficiente a mitigare l'impeto verso un schemi di interferenza più complessi.