introducción a los agentes de información
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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
AgenciaAg. Inform.Clasificación
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
@mrebollo Introducción a los agentes de información
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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
@mrebollo Introducción a los agentes de información
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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
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
los agentes no existen
si existen, no son sirvensi sirven, no funcionan
si funcionan, no son agentes
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
los agentes no existensi existen, no son sirven
si sirven, no funcionansi funcionan, no son agentes
@mrebollo Introducción a los agentes de información
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
los agentes no existensi existen, no son sirvensi sirven, no funcionan
si funcionan, no son agentes
@mrebollo Introducción a los agentes de información
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
los agentes no existensi existen, no son sirvensi sirven, no funcionan
si funcionan, no son agentes
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
¿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)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
¿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)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
¿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)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
¿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)
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¿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)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
¿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)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
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
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
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
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
Propiedades de los agentes
Noción débil Noción fuerte Otras propiedadesAutonomía Conocimiento/Creencias Racional
Habilidades sociales Intenciones De confianzaReactividad Deseos/Objetivos BenevolenteProactividad Obligaciones Móvil
Emociones
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
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
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
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)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
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)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
Arquitecturas de agentes. Reactivas
tiempos de respuestaacotadosimportante para agentesfísicosarquitectura desubsumpción (Brooks)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
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)
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DefiniciónPropiedadesArquitecturas
Arquitecturas de agentes. Híbridas
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TerritorioDefiniciónTecnologías
El territorio
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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)
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TerritorioDefiniciónTecnologías
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
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TerritorioDefiniciónTecnologías
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
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TerritorioDefiniciónTecnologías
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
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TerritorioDefiniciónTecnologías
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
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TerritorioDefiniciónTecnologías
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
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TerritorioDefiniciónTecnologías
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
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TerritorioDefiniciónTecnologías
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
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TerritorioDefiniciónTecnologías
Módulos de un AdI básico
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TerritorioDefiniciónTecnologías
Habilidades básicas de los AdI
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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
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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?
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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?
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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)
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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)
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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.)
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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)
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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)
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
Modelos de intermediación
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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...
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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)
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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.
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No cooperativosCooperativosAdaptativos
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.
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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.
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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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