Paradigma IA & Patrones de Diseño

Los patrones de diseño que se identifican dentro del paradigma de Inteligencia Artificial consisten en diferentes familias de protocolos de interacción entre agentes que se expresan a distintos niveles de abstracción y competencia. Para organizar estas familias conviene rescatar la anatomía de un Agente Inteligente como una realidad estratificada de niveles de responsabilidad. Ello permite distinguir entre 3 capas de operación donde se distribuyen las familias de protocolos. Sobre la capa de interacción, hablamos de protocolos que persiguen describir esquemas de comunicación atómica fundamental entre agentes. Sobre la capa de planificación, hablamos de protocolos de negociación cuando discutimos esquemas de interacción que persiguen alcanzar un consenso compartido para proceder y de protocolos de coordinación cuando pretendemos formalizar modelos de interacción orientados a la organización operativa de los agentes. Y finalmente, sobre la capa de ejecución, hablamos de protocolos de cooperación y colaboración para expresar diferentes esquemas de resolución de problemas respectivamente basados en reparto de responsabilidad o en desarrollo conjunto y compartido de tareas.

Las arquitecturas multiagente propias del paradigma de Inteligencia Artificial se articulan a partir de protocolos de interacción que tienen lugar en tiempo de ejecución. En el más bajo nivel estos protocolos definen esquemas de uso de memoria compartida como forma de establecer modelos de comunicación orientados al medio. Destacan en este perímetro los protocolos basados en la metáfora sistema de canales, buzones, colas, pizarras o buses. Pero lo más interesante es que, por encima de este sustrato, destacan otros protocolos que, con independencia del medio de comunicación utilizado, establecen modelos de comunicación más abstractos. Son los protocolos orientados a mensaje. Aquí hablamos de esquemas de interacción atómica que resultan de interés para edificar niveles superiores de cooperación interagéntica. Hablamos de protocolos de entrega y solicitud, interacción síncrona o asíncrona, continua o discreta y basada en la difusión y observación.

Al enfrentar el diseño de arquitecturas multiagente, y especialmente, en escenarios que implican la partición de entidades de tercera parte, suelen aparecer situaciones de conflicto que deben resolverse en ejecución de forma globalmente satisfactoria. Se trata, en esencia, de llevar a cabo procesos de interacción basados en propuestas y concesión que tienen por objeto alcanzar un consenso compartido. Este perímetro es el que da lugar a los protocolos de negociación que podemos clasificar en varias familias según su estructura y propósito. Hablamos de protocolos basados en regateo, en sondeos y votaciones, en el uso de subastas, en la resolución mediante sorteos y esquemas de azar, en el uso de contratos y procesos de licitación, en esquemas de intermediación y arbitraje, en delegación, en consenso parcial o en preferencias y relaciones de ordinalidad.