A BDI-based approach for the assessment of driver's decision-making in commuter scenarios

The rapid growth of urban areas has a significant impact on traffic and transportation systems. New management policies and planning strategies are clearly necessary to cope with the more than ever limited capacity of existing road networks. The concept of Intelligent Transportation System (ITS) arises in this scenario; rather than attempting to increase road capacity by means of physical modifications to the infrastructure, the premise of ITS relies on the use of advanced communication and computer technologies to handle today’s traffic and transportation facilities. Influencing users’ behaviour patterns is a challenge that has stimulated much research in the ITS field, where human factors start gaining great importance to modelling, simulating, and assessing such an innovative approach. This work is aimed at using Multi-agent Systems (MAS) to represent the traffic and transportation systems in the light of the new performance measures brought about by ITS technologies. Agent features have good potentialities to represent those components of a system that are geographically and functionally distributed, such as most components in traffic and transportation. A BDI (beliefs, desires, and intentions) architecture is presented as an alternative to traditional models used to represent the driver behaviour within microscopic simulation allowing for an explicit representation of users’ mental states. Basic concepts of ITS and MAS are presented, as well as some application examples related to the subject. This has motivated the extension of an existing microscopic simulation framework to incorporate MAS features to enhance the representation of drivers. This way demand is generated from a population of agents as the result of their decisions on route and departure time, on a daily basis. The extended simulation model that now supports the interaction of BDI driver agents was effectively implemented, and different experiments were performed to test this approach in commuter scenarios. MAS provides a process-driven approach that fosters the easy construction of modular, robust, and scalable models, characteristics that lack in former result-driven approaches. Its abstraction premises allow for a closer association between the model and its practical implementation. Uncertainty and variability are addressed in a straightforward manner, as an easier representation of humanlike behaviours within the driver structure is provided by cognitive architectures, such as the BDI approach used in this work. This way MAS extends microscopic simulation of traffic to better address the complexity inherent in ITS technologies.

Descrição e geração de ambientes para simulações com sistemas multiagentes

Este trabalho situa-se na área de Sistemas Multiagente, que é uma sub-área da Inteligência Artificial Distribuída. Em particular, o problema abordado nesta dissertação é o da modelagem de ambientes, um aspecto importante na criação de simulações baseadas em sociedades de agentes cognitivos, no entanto pouco tratado na literatura da área. A principal contribuição deste trabalho é a concepção de uma linguagem, chamada ELMS, própria para a definição de ambientes multiagente, e a implementação de um protótipo de interpretador para esta linguagem. O resultado da interpretação é um processo que simula o ambiente descrito em alto nível, e é apropriado para a interação com os agentes cognitivos que irão compartilhar o ambiente. Esta linguagem foi desenvolvida no contexto do projeto MASSOC, que tem como objetivo a criação de simulações sociais com agentes cognitivos. A abordagem deste projeto dá ênfase ao uso da arquitetura BDI para agentes cognitivos, a comunicação inter-agente de alto nível (ou seja, baseada em atos de fala) e a modelagem de ambientes com a linguagem ELMS, que é proposta neste trabalho. Os ambientes e agentes que podem ser usados na criação de simulaçõpes, bem como a comunicação entre eles utilizando a ferramenta SACI, são definidos ou gerenciados a partir de uma interface gráfica, que facilita a criação e controle de simulações com a plataforma MASSOC. Além de apresentar a linguagem ELMS e seu interpretador, esta dissertação menciona ainda, como breve estudo de caso, uma simulação de aspectos sociais do crescimento urbano. Esta simulação social auxiliou na concepção e avaliação da linguagem ELMS.

Agentes improvisacionais como agentes deliberativos

Improvisação tem sido considerada uma característica importante para agentes que pretendem operar de maneira consistente com a situação do momento, exibindo um comportamento credível e interessante. A improvisação deve estar presente tanto nos agentes individuais quanto nas sociedades de agentes. Desta maneira, esta tese irá abordar estes dois aspectos da improvisação. Propomos a visão de que, agentes capazes de realizar improvisação, os agentes improvisacionais, são um tipo de agente deliberativo capaz de solucionar problemas por improvisação. Neste sentido, buscamos identificar dentro de uma arquitetura clássica de agentes deliberativos, a arquitetura BDI (belief-desire-intention), a existência e/ou a possibilidade da inclusão de componentes de improvisação nesta arquitetura. Para resolver problemas complexos, estes agentes precisam estar agrupados em sociedades e estas sociedades, por sua vez, precisam produzir comportamentos coerentes. A coordenação é a área da Inteligência Artificial responsável por este objetivo. Propomos que a coordenação de agentes que improvisam pode ser realizada por meio de um processo de direção improvisacional, no sentido usado no contexto do teatro improvisacional. Ao longo deste documento, iremos mostrar nosso entendimento sobre agentes improvisacionais como agentes deliberativos e coordenação como direção improvisacional. Com isto, defende-se nesta tese que o uso da improvisação em agentes improvisacionais possibilita que os agentes improvisem comportamentos interativos, de maneira coerente, melhorando seu desempenho como solucionadores de problemas, criando e mantendo uma ilusão de vida para os agentes interativos e contribuindo para o aperfeiçoamento dos sistemas multiagentes.

Um modelo baseado em agentes para a análise da governança regulamentar do sistema financeiro

As pesquisas sobre governança no sistema financeiro contribuem significativamente para a análise dos diversos elementos que influenciam a performance nesse setor. No entanto, estudos empíricos nessa área ainda são limitados. Um dos motivos é a complexidade inerente à noção de governança na área pública. Da mesma forma que os sistemas complexos, a governança pode ser descrita como um sistema que abrange um grande número de entidades interdependentes entre si, com diferentes graus de relacionamentos. Neste trabalho de pesquisa, o significado de governança regulamentar do SFN se insere nesse escopo de entendimento, isto é, a governança como um fenômeno que resulta das diversas interações existentes entre os atores que influenciam ou são influenciados pelas atividades de regulação do setor financeiro. Em função das especificidades dos sistemas complexos, desenvolve-se e implementa-se um modelo baseado em agentes para a análise da governança regulamentar do SFN mediante experimentos de simulação. Os modelos baseados em agentes possibilitam explicitar aspectos relativos às interações e comportamentos dos agentes (nível micro), ou seja, os comportamentos não-lineares do sistema, que são difíceis de serem capturados com outros formalismos matemáticos. O modelo baseado em agentes é integrado a um modelo econométrico que tem como função caracterizar o ambiente macro-econômico. O ambiente micro é modelado por intermédio de agentes computacionais, com o uso da arquitetura BDI (do inglês, beliefs-desires-intentions). Esses agentes interagem entre si e com o ambiente, possuem crenças sobre o meio onde atuam e desejos que querem satisfazer, levando-os a formar intenções para agir. O comportamento dos agentes foi modelado utilizando-se lógica difusa (fuzzy logic), com o uso de regras construídas por intermédio de pesquisa de análise de conteúdo, a partir de informações coletadas em notícias de jornais, e entrevistas semiestruturadas com especialistasda área financeira. Os resultados dos experimentos demonstram o potencial da simulação dos modelos baseados em agentes para a realização de estudos de ambientes complexos de governança regulamentar.

MAM Museu de Arte Moderna do Rio de Janeiro MASP Museu de Arte de São Paulo : paradigmas brasileiros na arquitetura de museus

Este trabalho analisa a arquitetura do MAM - Museu de Arte Moderna do Rio de Janeiro - e MASP - Museu de Arte de São Paulo - a partir do estudo da história da arquitetura dos museus desde a sua fundação no século XVIII e da análise dos condicionantes que distinguem e particularizam esses edifícios. A moderna arquitetura brasileira, geradora dos princípios de projeto que geraram esses dois museus, mereceu um capítulo próprio. Para um melhor entendimento da arquitetura desses dois museus brasileiros, são abordados os aspectos históricos de suas construções, suas inserções urbanas, funcionalidade, estrutura, materiais e técnicas construtivas, além do seu papel na história da arquitetura brasileira. Em anexo, apresentam-se os traços biográficos de seus arquitetos, Affonso Eduardo Reidy e Lina Bo Bardi, respectivamente, e um breve estudo sobre condicionantes museológicos. Isso fundamenta a análise e pode servir como guia de referência para estudo ou elaboração de projetos de museus.

Proposta de uma arquitetura especial para simulação lógica

O objetivo deste trabalho é a proposta de uma arquitetura especial para simulação lógica (AESL). As técnicas e modelos utilizados no processo de simulação lógica são brevemente revistos. É definida uma taxonomia para AESL sob a qual são analisadas diversas propostas de AESL relatadas na literatura. Uma taxonomia já existente é comparada com a proposta. A AESL definida é programável para diferentes algoritmos de simulação lógica. O detalhamento da AESL é, então, incrementado pela implementação de um algoritmo particular. Uma linguagem de simulação discreta é utilizada na construção de um modelo da arquitetura. Os resultados da simulação deste modelo permitem avaliar o desempenho da AESL e otimizar sua estrutura. Uma comparação com outras arquiteturas conclui a análise.

Em direção a agentes pedagógicos com dimensões afetivas

O contexto desta tese é a Inteligência Artificial aplicada à Educação, especificamente a área dos Sistemas Tutores Inteligentes (STI). Apesar das características multidisciplinares e interdisciplinares, a preocupação maior do trabalho se dá quanto aos aspectos computacionais. A multidisciplinaridade está na relação entre os aspectos educacionais, filosóficos e psicológicos inerentes a toda construção de um software educacional, e a interdisciplinaridade acontece no relacionamento da IA com a Informática na Educação. Esta tese propõe o uso de aspectos afetivos como apoio à decisão de ação por parte de um STI. As nossas hipóteses fundamentais são: um sistema de ensino e aprendizagem computacional deve levar em consideração fatores afetivos tornando mais flexível a interação; e a arquitetura de um sistema computacional de interação em tempo real com agentes humanos deve prever explicitamente, em sua arquitetura básica, as crenças e o raciocínio afetivos. Para demonstrar essas idéias, foi definida uma arquitetura para apoiar um STI de modo a reconhecer alguns fatores afetivos, representativos de estratégias de ação de agentes humanos em interação com sistemas. Esse reconhecimento é realizado através de construções retiradas dos comportamentos observáveis do agente humano em contextos determinados. A arquitetura prevê um Sistema Multiagente para executar a percepção de fatores afetivos e da conduta do aluno em interação e de um agente pedagógico, representando o tutor. O agente tutor é modelado através de estados mentais e é responsável pelo raciocínio de alto nível. O modelo computacional de agentes de Móra [MÓR2000] foi utilizado para implementar o “kernel cognitivo” (termo cunhado por Móra e Giraffa [GIR99] que designa a parte responsável pela deliberação). O “kernel cognitivo” decide que ações tomar para um conjunto de características de uma avaliação pedagógica. A utilização de fatores afetivos e da avaliação cognitiva de situações emocionais permite a flexibilização das estratégias quanto à adaptabilidade a agentes humanos. Particularmente, foi adotado o enfoque cognitivo para análise de situações, baseado em teorias cognitivistas sobre emoções. O uso de tecnologia multiagente, no enfoque mentalístico, especificamente BDI (Belief, Desire, Intention) e da ferramenta X-BDI, permite a formalização e construção de um tutor atuante na avaliação pedagógica. A modelagem do aluno passa a ser constituída de aspectos qualitativos e quantitativos. Estudos de casos são apresentados, em situações que consideram os fatores afetivos e nas mesmas situações sem estas considerações. As decisões do tutor para agir são analisadas e confrontadas. Os resultados mostram um impacto positivo na adaptabilidade e ação pedagógica do tutor, sendo coerente com as teorias modernas [SAL97],[DAM2000] sobre as emoções que as consideram partes fundamentais para agir. A maior contribuição desta tese está na agregação de raciocínio sobre a afetividade envolvida em situações de ensino aprendizagem de agentes humanos e artificiais e avança dentro da perspectiva de pesquisa do grupo de IA da UFRGS, quanto ao desenvolvimento de Ambientes de Ensino e Aprendizagem modelados com tecnologia multiagente, com o uso da metáfora de estados mentais.

Arquitetura vertical de Curitiba : anos 80 e 90 : uma análise pós-moderna

Este trabalho, trata do contexto da arquitetura da cidade de Curitiba no Paraná, durante os anos oitenta e noventa e seu inter-relacionamento com os acontecimentos de abrangência nacional e mundial. A partir do estudo pormenorizado dos casos arquitetônicos dos edifícios desenvolvidos em altura, se faz uma reflexão crítica a respeito da assimilação do repertório pós-moderno como revisão do movimento moderno. Ainda aborda a apropriação da sua superfície imagística, como recurso comercial de tendência a uma “moda” arquitetônica. Analisa também a consolidação de grupos de arquitetura com características locais específicas.

Eficiência e forma do brise-soleil na arquitetura de Campo Grande-MS

O objetivo deste trabalho é estudar a utilização de brise-soleil na arquitetura, analisando as relações entre sua eficiência ambiental e participação no resultado plástico e formal dos edifícios, a partir da análise de exemplares da arquitetura de Campo Grande – MS. O trabalho examina os aspectos relevantes da aplicação do brise-soleil para obtenção do conforto térmico e racionalização do uso de energia nas edificações de clima quente e como resposta à intensiva utilização de superfícies envidraçadas nas edificações. Aborda os fatores que levaram ao desenvolvimento dos brises por Le Corbusier, sua incorporação e difusão no repertório da arquitetura moderna brasileira, especialmente em Campo Grande – MS. Analisa também o período posterior de predomínio dos fechamentos envidraçados com condicionamento térmico artificial e o período recente de nova consciência ambiental com revalorização dos sistemas passivos de condicionamento. A pesquisa parte da hipótese de que os brise-soleils, quando utilizados criteriosamente, além de contribuírem de maneira acentuada na proteção contra os ganhos térmicos advindos da radiação solar, constituem importante elemento arquitetônico para a definição formal, acentuando ou, muitas vezes, constituindo o próprio caráter arquitetônico dos edifícios. Procura demonstrar esta hipótese analisando trinta exemplares significativos da arquitetura de Campo Grande – MS.

O ecletismo na arquitetura pelotense até as décadas de 30 e 40

Esta dissertação tem como objetivo principal identificar dados e elaborar um estudo sobre a produção arquitetônica da cidade de Pelotas de 1758 ao fim da década de 40 do século XX, analisando as características peculiares de tal produção e as transformações decorrentes do abandono dos padrões historicistas e da implantação de uma arquitetura moderna. Nesse sentido, traduz-se em revisão de parte da própria história da cidade, da qual a arquitetura é manifestação e testemunho significativo.

Arquiteturas multi-tarefas simultâneas : SEMPRE : arquitetura SMT com capacidade de execução e escalonamento de processos

O avanço tecnológico no projeto de microprocessadores, nos recentes anos, tem seguido duas tendências principais. A primeira tenta aumentar a freqüência do relógio dos mesmos usando componentes digitais e técnicas VLSI mais eficientes. A segunda tenta explorar paralelismo no nível de instrução através da reorganização dos seus componentes internos. Dentro desta segunda abordagem estão as arquiteturas multi-tarefas simultâneas, que são capazes de extrair o paralelismo existente entre e dentro de diferentes tarefas das aplicações, executando instruções de vários fluxos simultaneamente e maximizando assim a utilização do hardware. Apesar do alto custo da implementação em hardware, acredita-se no potencial destas arquiteturas para o futuro próximo, pois é previsto que em breve haverá a disponibilidade de bilhões de transistores para o desenvolvimento de circuitos integrados. Assim, a questão principal a ser encarada talvez seja: como prover instruções paralelas para uma arquitetura deste tipo? Sabe-se que a maioria das aplicações é seqüencial pois os problemas nem sempre possuem uma solução paralela e quando a solução existe os programadores nem sempre têm habilidade para ver a solução paralela. Pensando nestas questões a arquitetura SEMPRE foi projetada. Esta arquitetura executa múltiplos processos, ao invés de múltiplas tarefas, aproveitando assim o paralelismo existente entre diferentes aplicações. Este paralelismo é mais expressivo do que aquele que existe entre tarefas dentro de uma mesma aplicação devido a não existência de sincronismo ou comunicação entre elas. Portanto, a arquitetura SEMPRE aproveita a grande quantidade de processos existentes nas estações de trabalho compartilhadas e servidores de rede. Além disso, esta arquitetura provê suporte de hardware para o escalonamento de processos e instruções especiais para o sistema operacional gerenciar processos com mínimo esforço. Assim, os tempos perdidos com o escalonamento de processos e as trocas de contextos são insignificantes nesta arquitetura, provendo ainda maior desempenho durante a execução das aplicações. Outra característica inovadora desta arquitetura é a existência de um mecanismo de prébusca de processos que, trabalhando em cooperação com o escalonamento de processos, permite reduzir faltas na cache de instruções. Também, devido a essa rápida troca de contexto, a arquitetura permite a definição de uma fatia de tempo (fatia de tempo) menor do que aquela praticada pelo sistema operacional, provendo maior dinâmica na execução das aplicações. A arquitetura SEMPRE foi analisada e avaliada usando modelagem analítica e simulação dirigida por execução de programas do SPEC95. A modelagem mostrou que o escalonamento por hardware reduz os efeitos colaterais causados pela presença de processos na cache de instruções e a simulação comprovou que as diferentes características desta arquitetura podem, juntas, prover ganho de desempenho razoável sobre outras arquiteturas multi-tarefas simultâneas equivalentes, com um pequeno acréscimo de hardware, melhor aproveitando as fatias de tempo atribuídas aos processos.

Leitura (in) fluente : reflexão sobre a literatura especializada, a arquitetura de Curitiba nos anos 50 e algumas obras do período

Em Leitura (in)fluente é exposta a idéia de que a literatura especializada em arquitetura, tanto livros como revistas, foi uma fonte de informação, instrução , educação e mesmo inspiração para os autores, engenheiros e arquitetos, que fizeram a arquitetura do Paraná nos anos 1950 elaborando para Curitiba projetos arquitetônicos vinculados às idéias modernistas tais como eram praticadas em centros mais avançados. Apresenta também a literatura disponível na época, resgatada dos acervos remanescentes em bibliotecas públicas e particulares, procurando estabelecer um vínculo entre as obras locais e as divulgadas em revistas e livros. Apresenta ainda três destes autores, pessoalmente entrevistados, demonstrando através de suas obras e opiniões a comprovação da idéia sugerida no trabalho. São eles: Rubens Meister, engenheiro civil, autor do projeto do Teatro Guaíra; Romeu Paulo da Costa, engenheiro civil, autor da Biblioteca Pública do Paraná e Elgson Ribeiro Gomes, arquiteto diplomado depois de completar o curso de engenharia civil, autor de inúmeros edifícios residenciais e comerciais com caracter modernista. A dissertação é completada com a demonstração da idéia inicial através de uma análise comparativa entre obras da cidade e obras publicadas que apresentam caráter de similaridade pelo pensamento arquitetônico adotado.

Ouvindo os clientes do núcleo de engenharia e arquitetura de Porto Alegre do Banco do Brasil S.A.

Este trabalho estuda a aplicação parcial do modelo de excelência em prestação de serviços proposto por SILVA (1997) no núcleo de engenharia e arquitetura do Banco do Brasil S.A. em Porto Alegre (NUCEN Porto Alegre). O foco do estudo é o bloco “Ouvindo clientes, especialistas e planos” do modelo relatado, especialmente o tópico “Ouvindo clientes”. Para tanto, foi realizada uma pesquisa junto aos clientes do NUCEN Porto Alegre (todas as agências, órgãos regionais e postos de atendimento avançado do Banco do Brasil S.A. no estado do Rio Grande do Sul). Os resultados da pesquisa foram analisados por atributo (total de 27), que depois foram agrupados entre 9 critérios competitivos (acesso, atendimento/atmosfera, velocidade do atendimento, tangíveis, flexibilidade, preço/custo, competência, consistência e credibilidade/segurança). Posteriormente, os resultados foram analisados por região geográfica de atendimento (A, B, C, D, E, F, G e H) e, finalmente, por categoria das dependências (agências de níveis 1, 2, 3 e 4, além de órgãos regionais/postos de atendimento avançado), obtendo-se a indicação de esforços de melhoria nos seguintes pontos • Em relação aos 27 atributos da pesquisa: velocidade de atendimento para serviços de manutenção de ar condicionado (atributo 8); velocidade de atendimento para serviços de manutenção de porta giratória (atributo 9); custo das obras de reformas e serviços de conservação predial (atributo 19); recuperação de falhas quando há reclamação por serviços não prestados adequadamente (atributo 18); qualificação, conhecimento e experiência dos profissionais das empresas contratadas (atributo 25); custo para manutenção de porta giratória (atributo 21); e custo para manutenção de ar condicionado (atributo 20); • Em relação aos atributos da pesquisa agrupados entre os 9 critérios competitivos: custo e velocidade de atendimento; • Em relação às 8 regiões de atendimento: atendimento às dependências da região A; e • Em relação às 5 categorias das dependências: atendimento às agências de níveis 1 e 2. Com base nos resultados obtidos na pesquisa, o autor propõe diversas ações de melhoria de desempenho para implementação no NUCEN Porto Alegre (RS).

Uma proposta de arquitetura de linha de produto para sistemas de gerenciamento de workflow

A tecnologia de workflow vem apresentando um grande crescimento nos últimos anos. Os Workflow Management Systems (WfMS) ou Sistemas de Gerenciamento de Workflow oferecem uma abordagem sistemática para uniformizar, automatizar e gerenciar os processos de negócios. Esta tecnologia requer técnicas de engenharia de software que facilitem a construção desse tipo de sistema. Há muito vem se formando uma consciência em engenharia de software de que para a obtenção de produtos com alta qualidade e que sejam economicamente viáveis torna-se necessário um conjunto sistemático de processos, técnicas e ferramentas. A reutilização está entre as técnicas mais relevantes desse conjunto. Parte-se do princípio que, reutilizando partes bem especificadas, desenvolvidas e testadas, pode-se construir software em menor tempo e com maior confiabilidade. Muitas técnicas que favorecem a reutilização têm sido propostas ao longo dos últimos anos. Entre estas técnicas estão: engenharia de domínio, frameworks, padrões, arquitetura de software e desenvolvimento baseado em componentes. Porém, o que falta nesse contexto é uma maneira sistemática e previsível de realizar a reutilização. Assim, o enfoque de linha de produto de software surge como uma proposta sistemática de desenvolvimento de software, baseada em uma família de produtos que compartilham um conjunto gerenciado de características entre seus principais artefatos. Estes artefatos incluem uma arquitetura base e um conjunto de componentes comuns para preencher esta arquitetura. O projeto de uma arquitetura para uma família de produtos deve considerar as semelhanças e variabilidades entre os produtos desta família. Esta dissertação apresenta uma proposta de arquitetura de linha de produto para sistemas de gerenciamento de workflow. Esta arquitetura pode ser usada para facilitar o processo de produção de diferentes sistemas de gerenciamento de workflow que possuem características comuns, mas que também possuam aspectos diferentes de acordo com as necessidades da indústria. O desenvolvimento da arquitetura proposta tomou como base a arquitetura genérica e o modelo de referência da Workflow Management Coalition (WfMC) e o padrão de arquitetura Process Manager desenvolvido no contexto do projeto ExPSEE1. O processo de desenvolvimento da arquitetura seguiu o processo sugerido pelo Catalysis com algumas modificações para representar variabilidade. A arquitetura proposta foi descrita e simulada através da ADL (Architecture Description Language) Rapide. A principal contribuição deste trabalho é uma arquitetura de linha de produto para sistemas de gerenciamento de workflow. Pode-se destacar também contribuições para uma proposta de sistematização de um processo de desenvolvimento de arquitetura de linha de produto e também um melhor entendimento dos conceitos e abordagens relacionados à prática de linha de produto, uma vez que esta tecnologia é recente e vem sendo largamente aplicada nas empresas.