Paradigma IA & Patrones de Diseño

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.

Para poner orden dentro de la amalgama de interacciones productivas que se da dentro de las arquitecturas multiagente en ejecución es necesario prescribir una colección de esquemas canónicos de operación que regulen la forma en la que los agentes gestionan los activos del sistema. Es así como surgen los protocolos de coordinación. Cuando el activo es la participación de los propios agentes en cierto problema hablamos de protocolos de asignación. Al tratar de gestionar el tiempo de acceso a recursos surgen los protocolos de tiempo y acceso. Si la coordinación se articula en base acondiciones de estado hablamos de protocolos de control de estado. Si por el contrario tiene un sustrato estructural podemos identificar los protocolos basados en flujo de trabajo. Y si la coordinación se encuentra resuelta a través de esquemas de interacción compartidos entre todos los agentes implicados hablamos de protocolos de coordinación distribuida.