introducción a los agentes de información

1. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Introducción a los agentes de información Miguel Rebollo (@mrebollo) Dept. Sistemas Informáticos y Computación Univ. Politécnica de Valencia Agentes de Información y Web Semántica Master IARFID @mrebollo Introducción a los agentes de información

2. Agencia Ag. Inform. Clasificación Contenidos 1 Concepto de agencia. Repaso ¿Qué es un agente? Propiedades de los agentes Arquitecturas de agentes 2 Agentes de información. Definición El territorio Agentes de información Tecnologías fundamentales 3 Clasificación de los agentes de información AdI no cooperativos AdI cooperativos AdI adaptativos @mrebollo Introducción a los agentes de información

5. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Deﬁnición Propiedades Arquitecturas los agentes no existen @mrebollo Introducción a los agentes de información

6. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Deﬁnición Propiedades Arquitecturas los agentes no existen si existen, no son sirven @mrebollo Introducción a los agentes de información

7. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Deﬁnición Propiedades Arquitecturas los agentes no existen si existen, no son sirven si sirven, no funcionan @mrebollo Introducción a los agentes de información

8. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Deﬁnición Propiedades Arquitecturas los agentes no existen si existen, no son sirven si sirven, no funcionan si funcionan, no son agentes @mrebollo Introducción a los agentes de información

9. Agencia Ag. Inform. Clasificación Definición Propiedades Arquitecturas ¿Qué es un agente? "Entidad que es capaz de intercambiar mensajes utilizando un lenguaje de comunicación de agentes" (M.R. Genesereth) "Una entidad autónoma que percibe y actúa sobre su entorno" (S. Russell) "Sistema situado dentro de y formando parte de un entorno que percibe y actúa sobre ese entorno, a través del tiempo, persiguiendo su propia agenda para así actuar sobre lo que percibirá en el futuro" (S. Franklin) "Componentes activos y persistentes que perciben, razonan, actúan y comunican" (M. Huhns) "Entidad cuyo estado es visto como un conjunto de componentes mentales, tales como creencias, capacidades, elecciones y acuerdos" (Y. Shoham) "Un sistema computacional, situado en algún entorno, que es capaz de actuar de forma autónoma y flexible con tal de lograr sus objetivos" (M. Wooldridge) @mrebollo Introducción a los agentes de información

15. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Deﬁnición Propiedades Arquitecturas Sistemas multiagente Es un sistema que agentes que interactuan entre sí top-down: resolución de problemas distribuidos bottom-up: emergencia de nuevas propiedades Los agentes deben tener la capacidad de coordinarse cooperar colaborar negociar @mrebollo Introducción a los agentes de información

16. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Deﬁnición Propiedades Arquitecturas Propiedades elementales agente reactivo interactua dinámicamente con su entorno responde a eventos inesperados (no determinista) agente proactivo genera y trata de alcanzar sus propios objetivos reconoce oportunidades toma la iniciativa agente social se comunica y colabora con otros agentes @mrebollo Introducción a los agentes de información

17. Agencia Ag. Inform. Clasificación Definición Propiedades Arquitecturas Propiedades de los agentes Noción débil Noción fuerte Otras propiedades Autonomía Conocimiento/Creencias Racional Habilidades sociales Intenciones De confianza Reactividad Deseos/Objetivos Benevolente Proactividad Obligaciones Móvil Emociones @mrebollo Introducción a los agentes de información

18. Agencia Ag. Inform. Clasificación Definición Propiedades Arquitecturas Agentes racionales Contiene una representación simbólica explícita de el mundo (entorno que conoce) las acciones que puede realizar los objetivos a alcanzar Delibera acerca de qué debe hacer y actúa para alcanzar los objetivos seleccionados Determina qué acciones debe realizar para lograr sus objetivos de la forma más eficiente posible @mrebollo Introducción a los agentes de información

19. Agencia Ag. Inform. Clasificación Definición Propiedades Arquitecturas 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) @mrebollo Introducción a los agentes de información

20. Agencia Ag. Inform. Clasificación Definición Propiedades Arquitecturas 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) @mrebollo Introducción a los agentes de información

21. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Deﬁnición Propiedades Arquitecturas Arquitecturas de agentes. Reactivas tiempos de respuesta acotados importante para agentes físicos arquitectura de subsumpción (Brooks) @mrebollo Introducción a los agentes de información

22. Agencia Ag. Inform. Clasificación Definición Propiedades Arquitecturas Arquitecturas de agentes. Híbridas combina ambas las propuestas anteriores: reactividad para las acciones a corto plazo deliberatividad para acciones estratégicas interacción entre comportamiento reactivo planificación local (estados mentales) planificación social (colaboración) Interrap (Müller) y TuringMachines (Ferguson) @mrebollo Introducción a los agentes de información

23. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Deﬁnición Propiedades Arquitecturas Arquitecturas de agentes. Híbridas @mrebollo Introducción a los agentes de información

24. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Territorio Deﬁnición Tecnologías El territorio @mrebollo Introducción a los agentes de información

25. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Territorio Deﬁnición Tecnologías El territorio Datos des-, semi- y estructurados (estructura heterogénea) Semánticas diferentes (semántica heterogénea) Diferentes fuentes de datos y de información (sistema heterogéneo) Información volátil creación dinámica de nueva información reubicación de la información existente cambios en la topología de la red (disponibilidad) Información redundante (mirrors) @mrebollo Introducción a los agentes de información

26. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Territorio Deﬁnición Tecnologías Búsqueda activa en la web uso extendido de motores de búsqueda y metabuscadores métricas de importancia de resultados no de enlaces que llegan a la página suma ponderada del no de enlaces que llegan a la página en función de su localización (dominio, profundidad...) razones para la exclusión de una página en los resultados limitación de acceso a los robots de búsqueda búsqueda en anchura → no se explora un sitio completo efectos del diseño de las webs @mrebollo Introducción a los agentes de información

27. Agencia Ag. Inform. Clasificación Territorio Definición Tecnologías Agentes de información Definition (Agente inteligente de información) Es un agente inteligente (racional) capaz de acceder a una o múltiples fuentes de datos, información y conocimiento, distribuidas y heterogéneas. adquirir, proporcionar y mantener información relevante mediar con personas y otros agentes @mrebollo Introducción a los agentes de información

28. Agencia Ag. Inform. Clasificación Territorio Definición Tecnologías Agentes de información Definition (Agente inteligente de información) Es un agente inteligente (racional) capaz de acceder a una o múltiples fuentes de datos, información y conocimiento, distribuidas y heterogéneas. adquirir, proporcionar y mantener información relevante mediar con personas y otros agentes Opción adecuada para entornos abiertos (¿la mejor?) entornos dinámicos, cambiantes gran impredecibilidad requieren un comportamiento autónomo y flexible @mrebollo Introducción a los agentes de información

29. Agencia Ag. Inform. Clasificación Territorio Definición Tecnologías Tecnologías fundamentales Búsqueda y acceso de fuentes relevantes de información recuperación de información, búsqueda, data mining recomendación: filtrado social, basada en contenidos... Comprensión y procesamiento de datos heterogéneos semánticas descriptivas, metadatos, ontologías integración inteligente de información (I3) Cooperación con otros agentes de información comunicación entre agentes: FIPA, KQML, conversación planificación: compartida, parcial/global planning negociación para servicios de pago: subastas, coaliciones, regateo recomendación: recomendación colaborativa Adaptación a cambios no deterministas en datos, fuentes, de información, red y sociedad de agentes redes neuronales adaptativas, razonamiento probabilístico/difuso, CBR, reinforcement learning @mrebollo Introducción a los agentes de información

33. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Territorio Deﬁnición Tecnologías Módulos de un AdI básico @mrebollo Introducción a los agentes de información

34. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Territorio Deﬁnición Tecnologías Habilidades básicas de los AdI @mrebollo Introducción a los agentes de información

35. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI no cooperativos Se corresponden con las características esenciales de un agente de información Funcionalidades principales acceso a sistemas de información y recursos heterogéneos y distribuidos en Internet recuperación y ﬁltrado de información relevante desde cualquier medio digital gestión de metadatos y conocimiento ontológico @mrebollo Introducción a los agentes de información

36. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI no cooperativos TCP/IP y HTTP como estándares de facto utilización de middleware implementados con tecnología web: Java, ActiveX, CGI... acceso a bases de datos con interfaces genéricos: JDBC acceso transparente en entornos distribuidos: DCOM, CORBA/IIOP, RMI beneﬁcios wrapper para encapsular sistemas heredados permite la interoperatividad a más alto nivel ¿Sería más adecuado usar hoy WS (Web Services) como Middleware? ¿Un agente wrapper es un agente o es sólo un WS? @mrebollo Introducción a los agentes de información

37. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI no cooperativos TCP/IP y HTTP como estándares de facto utilización de middleware implementados con tecnología web: Java, ActiveX, CGI... acceso a bases de datos con interfaces genéricos: JDBC acceso transparente en entornos distribuidos: DCOM, CORBA/IIOP, RMI beneﬁcios wrapper para encapsular sistemas heredados permite la interoperatividad a más alto nivel ¿Sería más adecuado usar hoy WS (Web Services) como Middleware? ¿Un agente wrapper es un agente o es sólo un WS? @mrebollo Introducción a los agentes de información

38. Agencia Ag. Inform. Clasificación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI no cooperativos Recuperación y filtrado de la información Definition (Modelo de IR) un conjunto de documentos D un conjunto de consultas Q un marco de representación de documentos y consultas F un función de valoración R(q, d) que define un orden para los documentos de D para una consulta q Medidas del resultado precisión: documentos relevantes de los recuperados recall: doc. recuperados de los relevantes (todos) otras medidas subjetivas (p.ej., novedad) @mrebollo Introducción a los agentes de información

39. Agencia Ag. Inform. Clasificación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI no cooperativos Recuperación y filtrado de la información Definition (Modelo de IR) un conjunto de documentos D un conjunto de consultas Q un marco de representación de documentos y consultas F un función de valoración R(q, d) que define un orden para los documentos de D para una consulta q Medidas del resultado precisión: documentos relevantes de los recuperados recall: doc. recuperados de los relevantes (todos) otras medidas subjetivas (p.ej., novedad) @mrebollo Introducción a los agentes de información

40. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI no cooperativos Proceso de recuperación de la información 1 preprocesado de los documentos 2 procesado de la consulta 3 recuperación de los documentos relevantes 4 presentación de los documentos y evaluación del resultado 5 retroalimentación del usuario @mrebollo Introducción a los agentes de información

41. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI no cooperativos Gestión de metadatos y ontologías necesidad de capturar la semántica de los datos lenguajes: Dublin Core, WIDL, RDF... RDF proporciona primitivas para deﬁnir ontologías y describir los contenidos Problema: metadatos usan vocabulario común usar ontologías compartidas, reutilizables herramientas más utilizadas para agentes: RDF, OIL y lógicas de descripción. buscar relaciones entre distintas ontologías @mrebollo Introducción a los agentes de información

42. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI no cooperativos Gestión de metadatos y ontologías necesidad de capturar la semántica de los datos lenguajes: Dublin Core, WIDL, RDF... RDF proporciona primitivas para deﬁnir ontologías y describir los contenidos Problema: metadatos usan vocabulario común usar ontologías compartidas, reutilizables herramientas más utilizadas para agentes: RDF, OIL y lógicas de descripción. buscar relaciones entre distintas ontologías @mrebollo Introducción a los agentes de información

43. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI cooperativos Necesidad de acceso eﬁciente a recursos de información distribuidos (cooperative information systems) tecnología base: mediadores permite la interoperabilidad entre sistemas de información entidades computacionales que realizan actividades de valor añadido manteniendo oculto el modelo de información (wrappers) funciones principales 1 traducción entre ontologías 2 descomponer y ejecutar consultas complejas 3 fusionar respuestas de varios agentes @mrebollo Introducción a los agentes de información

44. Agencia Ag. Inform. Clasificación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI cooperativos Comunicación entre agentes necesidad de conversaciones (speech act) utilización de lenguajes de comunicación de agentes (ACL): FIPA y KQML principalmente define la sintaxis y la semántica de los mensajes representa intenciones de comunicación lenguajes de contenidos: comprensión del significado de palabras, conceptos y nociones de diferentes dominios (ontologías) KIF (knowledge interchange format) y SL (semantic lang.) @mrebollo Introducción a los agentes de información

45. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI cooperativos Speech acts. Tipos de verbos (J. Searle) Verbo Descripción Ejemplo Asertivos convence de la verdad de un hecho inform Comisivos convence de un curso de acción promise Declarativos afecta al estado en el que se encuen- tran las cosas declare Directivos intenta convencer de que se realice una acción propose Expresivos expresa un estado mental prefer @mrebollo Introducción a los agentes de información

46. Agencia Ag. Inform. Clasificación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI cooperativos Tipos de diálogos (D. Walton & E. Krabbe) Diálogo Objetivo Situación inicial Persuasión Resolución de conflictos Situación de conflicto Negociación Hacer un trato Conflicto de intereses Deliberación Tomar una decisión Necesidad de una acción Búsqueda inf. Expandir el conocimiento Ignorancia personal Interrogación Aumentar el conocimiento Ignorancia general "Eristic" Humillación Antagonismo @mrebollo Introducción a los agentes de información

47. Agencia Ag. Inform. Clasificación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI cooperativos Sociedades de agentes de información Coordinación: gestionar dependencias entre actividades de varios actores para conseguir una meta o evitar conflictos con la máxima concurrencia. Estrategias: planificación distribuida, negociación descentralizada... Example (Intermediación de servicios) Tres elementos: proveedor, cliente, middleagent Agentes intermediarios: matchmacker y broker Requiere un lenguaje común de descripción (DAML) @mrebollo Introducción a los agentes de información

48. Agencia Ag. Inform. Clasificación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI cooperativos Sociedades de agentes de información Coordinación: gestionar dependencias entre actividades de varios actores para conseguir una meta o evitar conflictos con la máxima concurrencia. Estrategias: planificación distribuida, negociación descentralizada... Example (Intermediación de servicios) Tres elementos: proveedor, cliente, middleagent Agentes intermediarios: matchmacker y broker Requiere un lenguaje común de descripción (DAML) @mrebollo Introducción a los agentes de información

49. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos Modelos de intermediación @mrebollo Introducción a los agentes de información

50. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI adaptativos Tratan con incertidumbre e inf. incompleta para tomar decisiones inteligentes sobre la marcha Criterios de adaptación Estrategia: aprendizaje por ejemplos, analogía o descubrimiento Tipo de retroalimentación: refuerzo, supervisado o no Tipos de interacción entre los agentes Propósito del aprendizaje: mejora individual o del stma. Distribución de la información y concurrencia Técnicas de aprendizaje: RN, Q-learning, CBR... @mrebollo Introducción a los agentes de información

51. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI adaptativos no cooperativos Interacción persona-computador Los agentes deben interactuar con usuarios a través de un interfaz inteligente Ambos pueden tomar la iniciativa en la comunicación Requerimientos Anticiparse a las necesidades del usuario Visualizar el espacio de información en tiempo real, usando RV, personajes sintéticos, entornos de tele-inmersión... Reconocimiento de habla y gestos corporales (computación afectiva) @mrebollo Introducción a los agentes de información

52. Agencia Ag. Inform. Clasificación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI adaptativos no cooperativos Filtrado de información y perfiles de usuario Recomendación de elementos según correlaciones en el contenido (palabras clave, funcionalidades, preferencias del usuario...) Generación automática por observación Perfil utilizado para Predecir futuras acciones Recomendar y seleccionar documentos de forma proactiva @mrebollo Introducción a los agentes de información

53. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI adaptativos cooperativos No está muy extendido, pues no se ha estudiado la relación entre la adaptación de un agente y el MAS y viceversa Filtrado colaborativo Técnica para la recomendación colaborativa Compara el vector de preferencias del usuario con los de otros usuarios Es difícil manipular las recomendaciones → conﬁanza. @mrebollo Introducción a los agentes de información

54. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación No cooperativos Cooperativos Adaptativos AdI adaptativos cooperativos No está muy extendido, pues no se ha estudiado la relación entre la adaptación de un agente y el MAS y viceversa Filtrado colaborativo Técnica para la recomendación colaborativa Compara el vector de preferencias del usuario con los de otros usuarios Es difícil manipular las recomendaciones → conﬁanza. @mrebollo Introducción a los agentes de información

55. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Para saber más. . . M. Klusch Information Agent Technology for the Internet: A Survey In Journal on Data and Knowledge Engineering, Special Issue on Intelligent Information Integration, D. Fensel (Ed.), Vol. 36(3), Elsevier Science, 2001. K. Sycara, et al. Dynamic Service Matchmaking Among Agents in Open Information Environments SIGMOD Record, Vol 28, 1999. @mrebollo Introducción a los agentes de información

56. Agencia Ag. Inform. Clasiﬁcación Temas para posibles trabajos Estado del arte sobre agentes de información Revisar los resultados de las investigaciones recientes sobre agentes de información en general Colaboración adaptativa En qué consiste la colaboración adaptativa: técnicas empleadas, tendencias actuales, etc. Agentes Inteligentes para SEO Técnicas de IA, componentes, arquitecturas. . . que permitan a un agente de información apoyar las decisiones sobre posicionamiento en buscadores (SEO). @mrebollo Introducción a los agentes de información

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