mWater: Geometría de las redes fluviales

Detrás de este título tan atractivo y motivador se enconde un post… acorde con el título :-) Básicamente la idea es tener algo que nos sirva como ejemplo para empezar a estudiar los espacios de acuerdos y su dinamica en un problema más «Consolider». Y el ejemplo elegido es el modelado de una red fluvial. El propósito es poder usar los modelos de redes de consenso para tratar de modelar las interacciones en un sistema multiagente (SMA) para alcanzar un acuerdo. A través de los espacios de acuerdo puede llegarse a un conjunto de restricciones unidas a las leyes que regulan la propia dinámica del río. Y con algoritmos bien conocidos para resolver problemas de consenso en redes, a partir de su matriz Laplaciana

\(\dot{x} = -Lx \),

donde \(L = [l_{ij}] \) mantiene el grado de los nodos de la red y se define como

\(l_{ij} = -1\) si \(i \neq j\) y \(l_{ij} = |N_i|\) si \(i = j\)

Para poder aplicarlo, es necesario disponer de un modelo de una red fluvial sobre el que se pueda aplicar este formalismo. El modelo de Scheidegger (1967) define la red como un grafo dirigido aleatorio sobre un retículo triangular. En cada intersección, se escoge al azar entre las dos posibles ramificaciones (izquierda o derecha). De esta manera, cada rama del rio es capaz de drenar una superficie de \(\alpha^2\), donde \(\alpha\) es la distancia entre dos vecinos (es decir, que las distancias entre cada segmento de río es de \(\alpha\) -por simplicidad se suele escoger la unidad-).

random

Por otra parte, para determinar la relación entre el área de drenaje de un río y la longitud de su flujo principal se emplea la Ley de Hawk (1957):

\(l \alpha a^h \centerdot \)

donde l es la longitud del flujo principal, a es el área y el exponente de Hack h se calcula empíricamente y se encuentra en el rango 0.5-0.7. Con estos parámetros, es posible generar aleatoriamente redes que modelan un rio de forma realista, con lo que es posible generar distintos casos de prueba y comprobar empíricamente la validez de las propuestas.

Sobre estos modelos de rios, habrá que distribuir una red de agentes que representen las distintas entidades y personas responsables de la gestión y del consumo de los recursos hídricos. Creo que lo más adecuado es modelarlo como una red de tipo small world que simule las relaciones existentes entre los participantes. de esta forma es posible modelar las relaciones cercanas (entre regantes de una misma comarca) pero también la existencia de posibles relaciones lejanas que podrían modelar incluso a regantes de otras cuencas. Pero esta parte de la red social de riego la dejo para otra anotación

Para más información…

Dodds, Peter Sheridan: Geometry of river networks.- Thesis (Ph.D.)–Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Mathematics, 1969. (PDF)

Referencias

J. T. Hack. Studies of longitudinal stream profiles in Virginia and Maryland. In U.S.Geol. Surv.Prof. Pap., 294-B:45–97, 1957.

A. E. Scheidegger. A stochastic model for drainage patterns into an intramontane trench. In Bull. Int. Assoc. Sci. Hydrol., 12(1):15–20, 1967.

The THOMAS Architecture: A Case Study in Home Care Scenarios.

The THOMAS Architecture: A Case Study in Home Care Scenarios.
Sara Rodríguez

Una aplicación de Thomas para la monitorización de personas dependientes, tanto en sus domicilios como en unidades especializadas, como residencias o centros de día. Empieza explicando la arquitectura Thomas, que por razones obvias me voy a saltar :-)

¿Cómo se ha aplicado Thomas a este problema? Se plantea la conexión entre los pacientes, su entorno y el personal médico. Se han identificado 4 roles: paciente, médico, proveedor (genérico) y familiar. El segundo paso es la definición de la estructura organizacional. Se han identificado 3 suborganizaciones: homecare, localization y alert. Una vez especificados, se identifican los servicios que se proporcionan. Por último, se definen las reglas que establecen las acciones que los agentes pueden realizar dentro del sistema y los servicios que pueden/deben solicitar/proporcionar.

A continuación analizan varios escenarios. Se asume que al principio la organización está vacía (vaya, ya no se puede implementar esto con la versión sobre Magentix2 :-(

Alberto

Coordinación de servicios en entornos abiertos: identificación de necesidades, localización y selección del proveedor, negociación de los términos e invocación. Se centra en la parte de descubrimiento. Habitualmente se emplea el mismo lenguaje para describir y solicitar servicios, pero incluso así se encuentran diferencias semánticas.

Su trabajo busca incluir técnicas de alineamiento semántico dentro de un dominio de búsqueda de servicios. El alineamiento semántico se debe realizar en dos niveles: conceptos y el propio lenguaje de descripción de servicios. Pero en el primero son simples usuarios. Así que se centran en el alineamiento de modelos. Los servicios pueden describirse c on multitud de lenguajes: OWL-S WSMO, WSDL, SAWSDL… De todos ellos se ha buscado un conjunto común que permite mapear de los distintos lenguajes a este lenguaje común y, a partir de ese momento, emplearlo como lenguaje. Una vez tenemos los modelos alineados, debe establecerse el grado de encaje (matching) entre la descripción y la solicitud, habitualmente empleando relaciones de subsumpción y distancia semántica. El resultado es una categorización con un valor entre 0 y 1 que define el grado de similitud entre ambos.

Cosas interesantes abiertas: (i) posiblemente cuando alguien desea un servicio no sabe cuales son sus entradas. Se sabe qué quiero, pero no qué necesito. Eso obligaría a un proceso de dos fases: primero indico qué necesito, el proveedor indica qué datos debo facilitarle para conseguirlo y luego el cliente selecciona el servicio en función también de la información que tiene disponible. Más cosas abiertas son el distribuir la gestión de los servicios (hablar con Alberto de lo que estamos haciendo Elena y yo). Enriz hace preguntas interesantes: palabras clave que son realmente clave, o poder establecer preferencias en la selección del servicio. Como estamos usando cosas que ya están hechas y simplemente somos clientes de la parte semántica, sería interesante plantear alguna de estas cosas. Creo que alguna de ellas no sería difícil.

J. Santiago Pérez

¡Hombre, si existen!… era bromita. Van a hablar de ??? ¿de qué van a hablar? Ah, parece que es un enfoque orientado a organizaciones para resolver problemas de coordinación entre agentes. La propuesta para coordinar roles y servicios entre organizaciones usa la noción de acuerdos. Fases

  1. una arquitectura para un MAS orientado a servicios y soportado por organizaciones
  2. definir una metodología con la organización como nexo entre servicios y agentes y
  3. proporcionar coordinación interna basada en la noción de acuerdo.

Emplea la organización como base para la composición de servicios, o más bien como la descomposición funcional de servicios lleva a una estructura organizacional: el workflow de un servicio compuesto define la jerarquía entre distintas organizaciones (ups, pero la parte interesante es la inversa, como a partir de servicios individuales las organizaciones pueden emerger de coreografías de servicios). Su aportación: cambiar la «tarta» por un pentágono :-S

Un caso de estudio: lo fundamental: poner la palabra «agreement» muchas veces. Ya casi ha terminado y no ha contado nada. No voy a preguntar ni a pasarme, porque el que presenta no tiene la culpa del morro de sus «jefes». (NOTA: escribir esto un poco más polite)

M. Rebollo

Me ha tocado a mi. Y me han metido caña con lo del CSP.

J. Durán

Define patrones para la clasificación de acuerdos. Tres dimensiones: fase (selección, negociación, ejecución…), duración, tópico (provisión de servicios o uso de bienes), normativo y de tomas de decisiones. Estructura del patrón nombre y alias definición del problema y sus objetivos ejemplos de dominios (aplicaciones que justifican la necesidad de un patrón) contexto (precondiciones a la solución) contexto resultante (postcondiciones) fuerzas (elementos relacionados con la decisión) participantes (roles que participan) solución patrones relacionados

Pone como ejemplo el problema de selección de un servicio

Jorge

Este también me lo sé, pero bueno :-) Se trata de definir un modelo de organización virtual usando MDD de forma que es pueda definir un modelo de organización que permita luego su implementación sobre diversas plataformas. Empieza hablando de organizaciones virtuales y MDD. La aportación es que, aunque hay metodologías de diseño de agentes que usan MDD, ninguna utiliza esta técnica para modelar la organización.

Los metamodelos de pi-VOM (cachondeo con el nombre :-D) se dividen en 6 visiones: estructura, funcionalidad, dinámica, normativa y entorno. Después de ver los modelos, explica las reglas de transformación de PIM a Thomas y e-institutions como PSM.

Acaba mostrando su aplicación a un ejemplo rarísimo… una agencia de viajes ;-)

Ramón

Acuerdos basados en la reputación. La visión típica actual es la de ver cómo las mediadas de reputación se comparten o se transmiten en una red (pero sigue siendo una medida ‘personal’ del agente). Sin embargo, en aplicaciones ‘reales’ existen medidas globales de reputación (como en eBay o TripAdvisor) a partir de las opiniones de los usuarios individuales.

La idea es disponer de un mecanismo de reputación dentro de la organización que recoja las opiniones de los agentes. Y esta información (i) se emplea para definir acuerdos; y (ii) los agentes puedan recibir información sobre los acuerdos que se han alcanzado.

Define los valores de reputación sobre situaciones, que son tuplas S=(Ag,R,Ac,T), que modelan a un agente Ag desempeñando un rol R para una acción AC durante un periodo T. La reputación se informa enviando mensajes formados por una tupla que contiene Y estas valoraciones permiten construir acuerdos basados en la reputación.

Propiedades

  • completo: todos los participantes han participado
  • alpha-consistence: homogeneidad de la información (valores altos)
  • completitud: es completo y es 1-consistente
  • consistencia de rol: todos los agentes que participan tienen el mismo rol (busco opinión de agentes como yo)
  • XXX (me falta esta!!)
  • completitud de rol: si es r-completo y 1 consistente

Inciso: Carlos y yo no estamos muy seguros de que el nombre de agreement para esto sea el mejor.

Acaba con casos de aplicación de RBA. Uno de los más interesantes es cómo solucionar el problema de arranque en frío cuando un agente llega a un sistema por primera vez y no tiene contactos (medidas de reputación) ni experiencias pasadas.

Aplicaciones educativas de los mundos virtuales

Es el tíulo del taller del ICE que estoy impartiendo esta semana. Realmente tiene más de mundos virtuales que de aplicaciones educativas, pero es que realmente engancha mucho y al principio se pierde mucho tiempo simplemente explorando y aprendiendo. No me imaginaba que fuera tanto.

Así que os dejo las transparencias de qué son los mundos virtuales (muy, pero que muy simples) y os animo a que os déis una vuelta por acá.

 

Ahora me tengo que ir. Luego sigo escribiendo y cuento más cosas sobre lo que hemos hecho y os dejo algunos recursos interesantes.