A tecnologia de agentes tem sido reconhecida como um paradigma promissor em sistemas educacionais da nova geração. Entretanto, o esforço e inflexibilidade de algumas metodologias próprias para agentesacarretam num alto custo, tempo e adaptação de escopo. Este trabalho visaavaliar alternativas de desenvolvimento de um jogo educacional médico orientado a agentes, através da aplicação de um estudo de caso, com o intuito de verificar se metodologias próprias para implementação de sistemas multiagentes trazem benefícios no resultado final da implementação do jogo, e também se os resultados alcançados na comparação de processos de desenvolvimento de cunho tradicional e ágil fazem diferença no resultado final. Desta forma, este trabalho compara três metodologias baseadas nos conceitos da Engenharia de Software através de um estudo de caso, sendo elas: O-MaSE que é uma metodologiatradicional de desenvolvimento de sistemas multiagentes e utiliza um processo de desenvolvimento tradicional; AgilePASSI que é baseada no processo de desenvolvimento ágil e específica para sistemas multiagentes; e, por último, Scrum que é uma metodologia ágil, não sendo específica para implementação de sistemas multiagentes / The agent technology has been recognized as a promising paradigm in educational systems of the new generation. However, the effort and inflexibility of some specific methodologies entail a high cost, time and adaptation scope. This work aims to validate options for developing an educational medical game oriented agents by applying an experiment in order to verify that methodologies specific to implement multi-agent systems provide benefits in the result of the implementation of the game, and also the results achieved by comparison of traditional and agile development processes makes a difference in the outcome. Thus, this paper compares three approaches based on the concepts of software engineering through an experiment, as follows: O-MaSE is a traditional methodology for the development of multi-agent systems and uses a traditional development process; AgilePASSI which is based on agile and specific development for multi-agent systems; and finally, Scrum that is an agile methodology, not specific to implementation of multi-agent systems.

Made available in DSpace on 2014-07-29T14:57:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jair Abu Bechir.pdf: 1897586 bytes, checksum: 834fb42cf429bcbe21e61df13dc6bc01 (MD5) Previous issue date: 2010-10-04 / The objective of this dissertation is to present the framework Airetama. This framework is based on Multiagent Systems and Semantic Web principles. It provides a semantic, distributed and open-source infrastructure for the creation of Virtual Communities of Practice on the Web. It makes possible, through the use of agents, coupling of resources and tools that use semantic technologies. Integration of semantic in the current Web has as main objective to allow such software agents can use their pages more intelligently, thus offering better service. / O objetivo desta dissertação é apresentar o arcabouço Airetama. Este arcabouço é baseado em Sistemas Multiagentes e nos princípios da Web Semântica. Ele fornece uma infraestrutura semântica, distribuída e open-source para a criação de Comunidades Virtuais de Prática na Web. Possibilita, através do uso de agentes, o acoplamento de ferramentas que utilizam recursos e tecnologias semânticas. A inserção de semântica na Web atual tem como principal objetivo permitir que tais agentes de software possam utilizar suas páginas de maneira mais inteligente, oferecendo melhores serviços.

[pt] Simulações de Ambientes Virtuais (VES) são um tipo especial de simulação, normalmente utilizado para implementar jogos ou jogos sérios com representação em espaço virtual e utilizando a técnicas de avanço do tempo de simulação para o próximo evento ou dirigida por tempo. Um exemplo de uso é a aplicação em simulações de apoio a Jogos de Guerra. O uso de Simulações Baseadas em Sistemas Multiagentes (MABS) para implementar VES é adequado devido a possibilidade de modelar e implementar o sistema com ênfase nos atores e seus comportamentos dinâmicos. Contudo, quando os agentes da simulação passam a controlar o avanço do tempo de simulação de forma individualizada, surge uma situação semelhante á simulação paralela, o que implica na necessidade de tratar questões como disputa por recursos computacionais pelos agentes, atrasos em tempo de execução e a perda de consistência da própria simulação. A situação torna-se mais complicada em sistemas desenvolvidos com Java, devido a particularidades desta tecnologia. Este trabalho apresenta uma abordagem para controlar estes atrasos em tempo de execução e assim apoiar o desenvolvimento de VES utilizando MABS com Java. / [en] Virtual Environment Simulations (VES) are a special type of simulation, often used to implement games and serious games with virtual space representation and using both the next-event or stepped–time simulation time advance approach. An example of serious games is the simulation used to support War Games. Multiagent Based Simulation (MABS) are suitable to implement these simulations because of their ability to handle with complexity and individual actors modeling. However, when agents are responsible for advance their own simulation time, a situation similar to a parallel simulation arises. This implies in treat issues such as delays in performing scheduled actions (i.e tardiness) and its consequences in the virtual space representations. This situation is worst in Java based MABS, because of Java technology particularities. This work presents an approach to tame this tardiness and help the development of these cited VES using agent oriented paradigm.

Os smart grids são tidos como a nova geração dos sistemas elétricos de potência, combinando avanços em computação, sistemas distribuídos e inteligência artificial para prover maiores funcionalidades sobre acompanhamento em tempo real da demanda e do consumo de energia elétrica, gerenciamento em larga escala de geradores distribuídos, entre outras, a partir de um sistema de controle distribuído sobre a rede elétrica. Esta abordagem alteraria fundamentalmente a maneira como se dá o planejamento e a operação de sistemas de distribuição, e há grandes possibilidades de pesquisa e desenvolvimento possibilitada pela busca de implementação destas funcionalidades. Com esse cenário em vista, o presente trabalho utiliza uma abordagem a partir do uso de sistemas multiagentes para estudar o gerenciamento de sistemas de distribuição, do ponto de vista da reconfiguração da topologia da rede, simulando as características de um smart grid. Nesta dissertação, foi desenvolvido um sistema multiagente para simulação computacional de um sistema de distribuição elétrico do tipo smart grid, buscando executar a reconfiguração topológica do sistema a partir de dados de carga capturados de forma distribuída pelos agentes dispersos na rede elétrica. Espera-se que o desenrolar da pesquisa conduza à vários estudos sobre algoritmos e técnicas que melhor implementem tais funcionalidades a serem transpostas para um ambiente de produção. / Smart grids are taken as the new generation of electric power systems, combining advances in computing, distributed systems and artificial intelligence to provide more features on real-time monitoring of demand and consumption of electricity, managing large-scale distributed generators, among others, from a distributed control system on the grid. This approach fundamentally alter the way how is the planning and operation of distribution systems, and there are great possibilities for research and development offered in the quest to implement these features. With that environment, this text uses an approach through the use of multi-agent systems to study the management of the distribution system, from the reconfiguration of grid topology, simulating the characteristics of a smart grid. In this text, was developed a multiagent system to computational simulation of a distribution system like smart grid to topological reconfiguration, from datas collected for agents in electrical grid. It is expected that the conduct of research leads to several studies about better algorithms and techniques that would implement such functionality in a production environment.

Em Teoria dos Jogos, o Dilema do Prisioneiro para N Participantes (DPNP) é o problema que representa, em sua forma elementar, o paradoxo que gera as dificuldades existentes na formação da cooperação entre mais de dois agentes. Diversos trabalhos foram e continuam sendo feitos sobre esse tema, no sentido de compreender melhor os fatores que influenciam o surgimento e a evolução da cooperação numa sociedade. Neste trabalho, o objetivo principal é o de analisar o impacto do poder expressivo de um modelo de representação de estratégias neste surgimento e evolução. Para tal, foi desenvolvido um modelo computacional de jogos evolutivos, onde agentes participam repetidamente do DPNP. Nele, as estratégias que definem qual será a jogada de um determinado agente são desenvolvidas e selecionadas através de mecanismos de mutação e reprodução daquelas que obtiveram melhores resultados nas iterações anteriores, e implementadas através de duas representações com diferentes poderes computacionais: autômatos finitos e autômatos adaptativos. Este modelo foi implementado num sistema denominado S2E2 onde foram executados diversos experimentos de simulação. Através da comparação dos resultados obtidos para ambas as representações, verificou-se que em ambos os casos a sociedade consegue atingir, após um período inicial, um nível de cooperação relativamente alto e estável. A análise das estratégias utilizadas pelos agentes, entretanto, mostrou que o uso de autômatos adaptativos resulta em uma pequena vantagem, embora estatisticamente não significativa, pois permite surgir estratégias que visam retornar a uma situação de cooperação. / In Game Theory, the n-Players Prisoner\'s Dilemma (NPPD) is a problem that represents, in its elementary form, the paradox that leads to the existing difficulties in the development of cooperation between two or more agents. Many works were and are still being done about this subject, trying to better understand the factors that influence the development and evolution of cooperation in a society. In this work, the main objective is to analyze the impact of the expressive power of the strategies representation model in this development and evolution. In order to do so, a computational model of evolutionary games was developed, where agents are spatially distributed and participate on the NPPD with five participants, interacting only with their neighbors. In this model, the strategies that define the agent\'s decisions are developed and selected through mutation and reproduction of those strategies that obtained better results in the last iterations, and they are implemented by two representations with different computational power: finite automata and adaptative automata. This model was implemented in a system called S2E2 and several simulation experiments were carried on. Comparing the results obtained in those experiments, it was verified that after an initial period of time in both cases the society achieved a relatively high and stable level of cooperation. On the other hand, the analysis of the strategies used by the agents showed that the use of adaptative automata resulted in a slight advantage, although not statistically significative, because they allow the emergence of strategies that return to a situation of cooperation.

Este trabalho foi elaborado considerando conceitos de quatro áreas de pesquisa: ciência da computação, ciência cognitiva, ciência da informação e comunicação social. A contribuição principal aqui se dá em definir agentes minimamente cognitivos que participam ativamente na dinâmica do fluxo de informações, sofrendo influência das mensagens que recebem e também interferindo no que irá passar adiante. O modelo contempla tanto características relacionadas ao ambiente e sociedade, definidos usando ontologias, quanto à mente, arquitetura e funcionamento dos agentes. Cada personagem possui três módulos de decisão, podendo acessar meios de comunicação em massa, assimilar informações recebidas e também falar com seus amigos. Para o módulo de assimilação, estão apresentadas quatro formas que os agentes podem usar para avaliar as informações que recebem. Primeiramente foi elaborada uma função, depois foram definidas três máquinas de estados finitos, aumentando gradativamente a complexidade e a interdependência entre os parâmetros envolvidos em cada uma. Foi também elaborada uma função adaptativa, a qual a partir de uma regra definida pelo usuário para a troca entre as máquinas de estado que os agentes dispõem, propiciou resultados satisfatórios mesmo nos casos onde alguma das máquinas de estado apresentou deficiências. Visando reproduzir uma situação inspirada na vida real, estão apresentados resultados de uma versão combinada (definida pelo autor) onde foram considerados três grupos e a possibilidade de acesso a meios de comunicação em massa e/ou troca de mensagens entre amigos. Usando o modelo como base, um simulador foi desenvolvido onde é possível ter não só uma visão global da dinâmica que está acontecendo na sociedade, mas também o que alguns agentes ficam sabendo e que podem falar sobre. Os estudos de caso visaram comparar as diferentes formas de assimilação de informações que os agentes podem usar (elaboradas pelo autor), avaliar a influência da variação de alguns parâmetros e reproduzir a dinâmica do fluxo de informações em redes sociais, a comparando com o que acontece quando se tem a divulgação broadcast. / This work was developed considering concepts of four research areas: computer science, cognitive science, information science and social communication. The main contribution here is to define minimally cognitive agents who actively participate in dynamic of information flow interfering on the messages received and are being affected by them. The model consider characteristics related to the environment and the society, defined by using ontologies, and the \"mind\", architecture and functioning of the agents. Each character has three decision modules. They can access means of mass communication, assimilate information received and talk to their friends. To the assimilation module were presented four forms that agents can evaluate received information, a function, and three finite state machines (FSM). They were elaborated increasing the complexity. After, it was developed an adaptive function, in which using a rule the user define how to exchange between the finite state machines that agents have. This function provided satisfactory results even in cases where some of the FSMs presented problems. Aiming to reproduce a situation inspired in real life a combined version was defined by the author, in where were considered three groups that can access means of mass communication and / or talk to their friends. Based on the model, a simulator was developed in which there are not only an overview of the society dynamics, but also what agents learn and what they can talk about. The case studies were performed aiming to compare the different assimilation forms (developed by the author), to evaluate the influence of some parameters variation and to reproduce the dynamics of information flow, comparing the influence of a social network communication and the mass communication activity.

Sistemas multi-agentes devem oferecer recursos suficientes para que seus agentes possam interagir de maneira satisfatória e atingir seus objetivos. Um exemplo de recurso é um conjunto de dados armazenados em algum tipo de mecanismo de persistência, como um sistema gerenciador de banco de dados. O acesso a dados deve ser possível mesmo que eles estejam distribuídos, fato inclusive que também caracteriza os sistemas multi-agentes. Assim, este trabalho apresenta um sistema chamado DASE cujo objetivo é prover a agentes o acesso a dados distribuídos de forma simples e transparente, ou seja, independentemente da complexidade que o ambiente dos agentes possui e das peculiaridades do Sistema de Banco de Dados Distribuído. O DASE suporta qualquer Sistema Gerenciador de Banco de Dados, seja ele centralizado ou distribuído, desde que o mesmo esteja em conformidade com o JDBC. Além disso, oferece recursos importantes como controle de concorrência, suporte a ambientes de dados simultâneos e uso de sentenças de acesso a dados pré-definidas e parametrizadas. Todos os aspectos mais importantes analisados durante o projeto deste sistema estão descritos neste trabalho, evidenciando e justificando o porquê de cada decisão que certamente refletiram no funcionamento e comportamento do DASE. O sistema foi implementado de acordo com o seu projeto, resultando em uma versão funcional e estável, o que foi comprovado através de seu uso em um projeto que envolvia sistemas multiagentes e controle de tráfego aéreo. Além disso, alguns testes de análise de desempenho considerando cenários variados foram realizados. / Multi-agent systems must offer the needed resources to allow their agents to interact and to reach their goals. An example of resource is a set of data stored in any kind of resource manager, such as a database management system. Data access must be possible even if the data is distributed, characteristic that is also present in multi-agent systems. Thus, this work describes a system whose objective is to provide to agents distributed data access in a simple and transparent way, in other words, hiding the agent environment and complexities related to distributed database systems. DASE supports any database management system, centralized or distributed, in compliance with JDBC (Java Database Connectivity). In addition it offers important features, such as concurrency control, simultaneous data environments and stored SQL sentences. All challenges and important aspects overcome in order to design and implement DASE are described, explaining and justifying every decision that in some way had a participation to form DASE set of functions and behavior. The system was implemented following its design, resulting in a functional and stable version, what could be verified through its adoption in a project based on multiagent systems and air traffic control systems. In addition, a plenty of performance tests were done regarding different scenarios.

Neste trabalho apresentamos um modelo para ambientes inteligentes baseado em organizações de agentes, onde interações entre entidades são associadas a espaços físicos, pessoas carregam dispositivos e se movimentam entre diferentes espaços físicos e cada espaço físico contém definições de interações (comportamentos definidos por normas) próprias do seu contexto. São definidos três componentes deste modelo: (1) modelo conceitual, (2) linguagem de especificação e (3) ambiente de execução. A separação do modelo nestes três componentes traz como principais conseqüências: (1) a ativação de um ambiente inteligente é feita através de um mecanismo de alto nível, (2) a especificação de um ambiente inteligente é independente do domínio de aplicação e (3) as especificações podem ser executadas em mecanismos diferentes de execução. / We introduce a conceptual model for smart environments based on agent organizations where interactions between entities are associated with physical spaces, people (carrying mobile devices) move between different physical spaces and these physical spaces contain definitions of interactions (behaviors defined by norms) related to each context. This model defines three components: (1) conceptual model, (2) language specification, and (3) execution environment. The separation in these three components brings as main consequences: (1) activation of a smart environment is performed through a high-level mechanism, (2) specification of a smart environment is independent of the application domain, and (3) specifications can be performed on different mechanisms of execution.

Real-Time Optimization (RTO) is a family of techniques that pursue to improve the performance of chemical processes. As general scheme, the method reevaluates the process conditions in a frequent basis and tries to adjust some selected variables, taking into account the plant state, actual operational constraints and optimization objectives. Several RTO approaches have born from the academy research and industrial practices, at the same time that more applications have been implemented in real facilities. Between the main motivations to apply RTO are the dynamic of markets, the seek for quality in the process results and environmental sustainability. That is why the interest on deeply understand the phases and steps involved in an RTO application has increased in recent years. Nevertheless, the fact that most of the existing RTO systems have been developed by commercial organizations makes it difficult to meet that understanding. This work studies the nature of RTO systems from a software point of view. Software requirements for a generic system are identied. Based on that, a software architecture is proposed that could be adapted for specfic cases. Benefits of the designed architecture are listed. At the same time, the work proposes a new approach to implement that architecture as a Multi-Agent System (MAS). Two RTO system prototypes were developed then, one for a well-know academic case study and the other oriented to be used in a real unit. The benefits of the MAS approach and the architecture, for researching on the RTO field and implementation on real plants, are analyzed in the text. A sub-product of the development, a software framework covering main concepts from the RTO ontology, is proposed as well. As the framework was designed to be generic, it can be used in new applications development and extended to very specific scenarios. / Otimização em Tempo Real (OTR) é uma família de técnicas que buscam melhorar o desempenho dos processos químicos. Como esquema geral, o método reavalia frequentemente as condições do processo e tenta ajustar algumas variáveis selecionadas, levando em considera ção o estado da planta, restrições operacionais e os objetivos da otimização. Várias abordagens para OTR t^em surgido da pesquisa acadêmica e das práticas industriais, ao mesmo tempo em que mais aplicações têm sido implementadas em plantas reais. As principais motivações para aplicar OTR são: a dinâmica dos mercados, a busca de qualidade nos resultados dos processos e a sustentabilidade ambiental. É por isso que o interesse em entender as fases e etapas envolvidas em uma aplicação OTR cresceu nos últimos anos. No entanto, o fato de que a maioria dos sistemas OTR em operação foram desenvolvidos por organizações comerciais dificulta o caminho para chegar nesse entendimento. Este trabalho analisa a natureza dos sistemas OTR desde o ponto de vista do software. Os requerimentos para um sistema genérico são levantados. Baseado nisso, é proposta uma arquitetura de software que pode ser adaptada para casos específicos. Os benefícios da arquitetura projetada foram listados. Ao mesmo tempo, o trabalho propõe uma nova abordagem para implementar essa arquitetura: Sistema Multi-Agentes (SMA). Dois protótipos de sistema OTR foram desenvolvidos. O primeiro aplicado num estudo de caso bem conhecido na literatura acadêmica. O segundo voltado para ser usado em uma unidade industrial. Os benefícios da abordagem SMA e da arquitetura, tanto na pesquisa relacionada com OTR, quanto na implementação em plantas reais, são analisados no texto. Um arcabouço de software que abrange os principais conceitos da ontologia OTR é proposto como resultado derivado do desenvolvimento. O arcabouço foi projetado para ser genérico, possibilitando seu uso no desenvolvimento de novas aplicações OTR e sua extensão a cenários muito específicos.

Um dos objetivos das próximas gerações dos sistemas de comunicação é permitir que os usuários acessem e distribuam um ou mais serviços a qualquer hora, em qualquer lugar, independentemente do tipo de terminal (telefone convencional, telefone celular, assistentes pessoais digitais, notebooks, dentre outros) ou da tecnologia da rede de acesso utilizados. Esse cenário é denominado convergência de serviços utilizando-se redes heterogêneas, e em tal realidade, as arquiteturas de qualidade de serviço existentes em cada uma das tecnologias dos sistemas de comunicação não oferecem mecanismos de interoperabilidade e em diversos casos não há controle sob os fluxos de dados uma vez admitido na infraestrutura do sistema de comunicação, assim como questões de handover heterogêneo não são tratadas. A tese propõe uma arquitetura para controle de Qualidade de Serviço para um ambiente heterogêneo composto de backbones IP e redes de acesso de diversas tecnologias, sendo tal arquitetura composta de agentes autônomos e distribuídos nos equipamentos de um sistema de comunicação; assim como.controles baseados no comportamento de uma região de um sistema de comunicação e apoiados na teoria e princípios de sistemas complexos. Os agentes da arquitetura proposta utilizando o princípio de preferential attachment mostraram-se eficientes na determinação do caminho de melhor condição de qualidade de serviços. Os componentes da arquitetura proposta estão localizados em cada equipamento de comunicação, desde o dispositivo do usuário até o provedor de serviços. As medições realizadas pelos agentes e utilizando um algoritmo baseado no conceito de preferential attachment permitiram ao agente alterar o caminho de um fluxo de dados durante sua transmissão para outros caminhos que apresentaram condições mais adequadas de acordo com os parâmetros de QoS. A decisão é baseada no contrato de qualidade de serviço especificado entre usuário e provedor de serviço e, considerando sob controle todos os elementos envolvidos na comunicação; tem-se controle distribuído de qualidade de serviço fim a fim. / One of the targets of the next generation communication systems is to provide access to any service, to any user, anytime, anywhere, regardless the access network technology or type of user device (mobile phone, PDA, personal computer, and so on). This scenario is called convergence of services by heterogeneous networks, and in such scenario quality of service mechanisms presented in legacy communication systems do not provide mechanisms for interoperability between communication systems nor control data flows after control admission in the border of the communication systems. The heterogeneous handover is also not handled by such QoS architectures. This thesis proposes a QoS control architecture for an heterogeneous communication systems composed by IP backbones and several access networks for several kind of technologies. This architecture is composed by a multiagent system and has controls based on the local behavior of the communication system and supported by complex systems theory. The agent decision algorithm is based on preferential attachment concept and the experimentation results indicate that agents could identify a better path to handle a data flow according to QoS parameters. The agents decided to change the path used to transmit the flow data autonomously and according to quality of service contract between user and service provider. The measurements in the test based on preferential attachment algorithm was useful in order agent change flow data path during data flow transmission to other paths with better conditions according to QoS requisites. The agent decision is based on the parameter values defined between end user and service provider. Considering the control elements from proposed architecture it was achieved end-to-end distributed control.