Social Plans: A Preliminary Report

Anand S. Rao, Michael P. Georgieff, and Elizabeth A. Sonenberg

Por Nicolás Alejandro Mosca.

Introducción

En esta presentación se introduce la noción de Agentes Sociales y Planes Sociales. Una definición de intenciones conjuntas es proveída, la cual evita algunos de los problemas encontrados por previas formalizaciones. En particular, modela cooperación requiriendo que los agentes adopten un objetivo y un plan de acción en común, antes de formar una intención conjunta.

Sistemas (formales o implementados) que dan gran importancia a la noción de intención son llamados Belief-Desire-Intention (BDI) architectures.

Aunque Agentes Individuales pueden ser modelados adecuadamente con the BDI framework, el modelamiento de un grupo de tales agentes involucrado en una actividad colaborativa requiere un numero de nociones adicionales. En particular, necesitamos nociones acerca de creencias mutuas, objetivos comunes, intenciones comunes, planes sociales, roles y responsabilidades sociales, negociación, comunicación, y estructuras organizacionales.

Aunque son teóricamente adecuados, algunos de estos formalismos no son computacionalmente realizables.

Introducción cont.

Con el objetivo de capturar propiedades interesantes de ejecuciones, nuestro modelo temporal debe ser muy expresivo. Para esto, usamos un formalismo similar al de la lógica CTL (Computation tree logic) en donde la estructura temporal es un árbol con ramificaciones futuras y un pasado simple.

También queremos ser capaces de representar y razonar sobre las actitudes proposicionales de agentes tales como creencias, objetivos, e intenciones. En nuestro leguaje tenemos operadores modales tanto para actitudes individuales como para conjuntas.

Luego ilustraremos el poder de expresividad de nuestro formalismo a través de diferentes ejemplos.

Introduciremos también, semánticas de planes sociales, incluyendo representación explícita de acciones exitosas y falladas, semánticas para creencias, objetivos e intenciones individuales, y semánticas para creencias mutuas, objetivos e intenciones conjuntas; pero, éstas últimas, las daremos en términos de actitudes individuales.

Definiciones

“Una intención conjunta es definible en términos de la conjunción de intenciones individuales junto con creencias mutuas sobre las intenciones de otros individuos.”

Ejemplo:

Si dos agentes quieren levantar juntos una mesa pesada, cada uno necesita intentar individualmente levantar un extremo de la mesa y cada uno necesita creer que el otro agente levantara el otro extremo. Claramente esas intenciones y creencias individuales son ingredientes esenciales de la intención mutua, pero también notaremos que antes que estos dos agentes puedan formar una intención mutua para levantar la mesa, ellos necesitan compartir una especificación abstracta de cómo levantar la pesada mesa juntos.

Definiciones cont.

Ejemplo:

Una larga mesa requiere seis agentes para levantarla, siendo dos agentes en cada uno de los extremos y dos agentes en el centro. De esta manera es requerida sincronización entre los seis agentes. Una alternativa es ver la tarea requiriendo tres equipos para levantar la mesa, cada uno con dos agentes (un equipo en cada extremo y otro en el centro). En esta visión los requerimientos de sincronización involucran la sincronización de acciones entre los tres equipos diferentes y la sincronización dentro de cada equipo.

“Capturamos así una organización jerárquica de agentes introduciendo la noción de agente social como una entidad abstracta denotando una colección de otros agentes individuales o sociales.”

La acción conjunta entre un grupo de agentes también involucra un compromiso de todos los miembros del grupo con cada una de sus respectivas partes. Por razones de severas condiciones de sincronización requeridas para acciones conjuntas y la posibilidad de serios efectos por esfuerzos fallados para realizar una acción dada; es muy importante distinguir entre acciones exitosas y acciones falladas.

Definiciones cont.

“Tener un plan involucra no solo como se va a llevar a cabo dicho plan, sino que también se deben conocer bajo que condiciones (precondiciones) tal plan puede ser ejecutado. Esta colección de información es llamada una estructura de plan social .”

El método que lleva a cabo el plan es llamado el cuerpo de la estructura del plan.

Sintácticamente, has-plan(y p ) denota que el agente y tiene una estructura de plan social p que logra .

Ejemplos

Secuencia Cooperativa y Competitiva de acciones entre agentes múltiples.

Una expresión de plan para este caso puede ser dada como:

((e1 a1);(e2 a1);(e3 a1) || (e1 a2);(e2 a2);(e3 a2))

En donde solo deben ser sincronizados al comienzo.

Ejemplo: triatlón (ciclismo, natación y atletismo).

Ejemplos

Actividad Cooperativa y Competitiva entre equipos.

Una expresión de plan para este caso puede ser dada como:

< (! s1) || (! s2) >

(! s1) es de la forma (e1 a1);(e1 a2);(e1 a3)

En donde s1 y s2 son agentes sociales que quieren lograr en paralelo, y es una formula de estado. Estos forman una estructura de plan social.

Ejemplo: triatlón (ciclismo, natación y atletismo).

Ejemplos

Planeamiento Parcial

Considerar un plan de la forma (! a) puede ser descompuesto en:

(!1 a); (!2 a)

En donde cada una de esas subobjetivos puede ser descompuesto aún más.

Ejemplo: un concreto ejemplo de esto es the Means-End Reasoning.

Ejemplos

Rastreando el éxito o la falla de una de nuestras acciones.

Una expresión de plan para este caso puede ser dada como:

(e1 a1) ; ((( ?[e1 a1]s a1 ) ; (e2 a1)) | (( ?[e1 a1]f a1 ) ; (e1 a1)))

Ejemplo: Es esencial para tareas críticas que deben ser bien realizadas.

Ejemplos

Rastreando el éxito o la falla de acciones de otros.

Una expresión de plan para este caso puede ser dada como:

(e1 a1) ; ((( ?[e1 a1]s a2 ) ; ((e2 a1)||(e3 a2))) | (( ?[e1 a1]f a2 ) ; (e4 a1)||(e5 a2)))

Ejemplo: estudiante y profesor.

Ejemplos

Aceptando creencias de otro agente.

Una expresión de plan para este caso puede ser dada como:

[( ?BEL(a1 ) a2)]s BEL(a2 )

En donde a2 toma como propias las creencias de a1, si el testeo es exitoso.

Ejemplos

Objetivo común mutuamente verificado que es suficiente por formar un Objetivo en común.

Una expresión de plan para este caso puede ser dada como:

[( ?GOAL(a1 <! a1>s) a2)]s [( ?GOAL(a2 <! a2>s) a1)]s JGOAL(a <! a>s)

En donde a1 y a2 son miembros del agente social a.

Ejemplos

Ayudando a otros agentes informándolos acerca del resultado de sus acciones.

Una expresión de plan para este caso puede ser dada como:

BEL(a2 inevitable<>[e1 a1]f ) < !BEL(a1 inevitable<>[e1 a1]f a2) >s

En donde a2 cree que es inevitable que a1 falle en alguna acción futura.

Semánticas

Dada una interpretación M y un conjunto de puntos en el tiempo (w t0,..., wtn):

Semánticas de Modalidades Temporales.

M, (wt0, wt1,..) O iff M, (wt1,...)

M, (wt0, wt1,..) <> iff k, k>=0 such that M, (wtk,...)

M, wt0 optional() iff there exist a fullpath (wt0, wt1,..) such that M, (wt0, wt1,...)

La formula inevitable() es definida como optional( ) y � es definido como <>.

Semánticas cont.

Algunas Semánticas de Ejecuciones de Planes Sociales.

M, wt0 has-plan(y p (! y)) iff p Plans(y) and M, wt0 inevitable([(p y)]s � ).

M, wt0 has-plan(y p (? y)) iff p Plans(y) and M, wt0 inevitable(<(p y)>s � ).

M, (wt0, wt1,...) <(p y)>s iff M, (wt0, wt1,...) pre(p) <body(p)>s.

Semánticas cont.

M, (wt0, wt1,..) <(e1 a1) ; (e2 a2)>s iff

M, (wt0, wt1,..) <(e1 a1)>s and M, (wt1,..) <(e2 a2)>s.

M, (wt0, wt1,..) <(e1 a1) || (e2 a2)>s iff

M, (wt0, wt1,..) <(e1 a1)>s and M, (wt0, wt1,..) <(e2 a2)>s.

M, (wt0, wt1,..) <(e1 a1) | (e2 a2)>s iff

M, (wt0, wt1,..) <(e1 a1)>s or M, (wt0, wt1,..) <(e2 a2)>s.

Semánticas cont.

Semánticas de Creencias, Objetivos e Intenciones Individuales.

Usaremos Bwt(a) para denotar el conjunto de mundos del agente a accesibles desde el mundo w en el tiempo t.

M, wt BEL(a ) iff w’ Bwt(a) M,wt‘ .

La semánticas de Objetivos e Intenciones son definidas análogamente usando las relaciones y .

Semánticas cont.

Semánticas de Creencias Mutuas, Objetivos e Intenciones Conjuntas.

La formula EBEL(y ) es satisfacible si y solo si todos los miembros de un agente social y creen en .

La satisfacción de EGOAL y EINTEND son definidas de la misma forma.

MBEL(y ) EBEL(y ) EBEL(y MBEL(y )).

JGOAL(y ) EGOAL(y ) MBEL(y JGOAL(y )).

JINTEND(y ) EINTEND(y ) MBEL(y JINTEND(y )).

Means-End Reasoning.

Means-end reasoning es el proceso por el cual un agente elige un objetivo o un fin en particular que necesita ser satisfecho, selecciona el plan o los medios para lograr esto, y finalmente, piensa el plan de acción. Este plan de acción luego lleva a la adopción de sub-objetivos y sub-planes. Este proceso termina cuando el agente no tiene mas objetivos a satisfacer.

Para un agente individual a tenemos el siguiente axioma para means-end reasoning:

has-plan(y p ) GOAL(y <>s) BEL(y pre(p)) choose(y p )

INTEND(y <body(p)>)

has-plan(y p ) JGOAL(y <>s) MBEL(y pre(p)) JINTEND(y <body(p)>)

Ejemplo: Un agente social que tiene como plan social de levantar una mesa y como objetivo lograrlo.

Conclusiones.

Las contribuciones mas importantes de este paper son:

La introducción de agentes colectivos, llamados social agents.

La provisión de semánticas de ejecuciones exitosas o falladas de social plans.

Semánticas de actitudes mentales conjuntas.

Fundamentos para una teoría de multi-agents BDI architecture que puede razonar con las entidades anteriores.