Using purpose to specify the environmental consequences of artificial institutions

Abstract

Introdução. Sistemas multi-agentes abertos têm incorporado mecanismos sociais para tratar de algumas questões tais como a conciliação da autonomia dos agentes com os interesses do sistema, a orientação dos agentes em agir em sistemas para os quais agentes não foram inicialmente projetados, etc. Um mecanismo social frequentemente usado é a realidade institucional que, quando adaptada para um sistema multi-agentes, traz a noção de instituição artificial (ou simplesmente instituição). Instituições consideram que alguns fatos que ocorrem no ambiente constituem (ou contam como) fatos institucionais. Por exemplo, individuos agindo em um sistema de comércio eletrônico constituem (ou contam como) compradores na instituição, enquanto algumas de suas ações podem contar como pagamentos. Essas ações são conhecidas na literatura como ações institucionais porque elas produzem efeitos no ambiente devido ao significado atribuido a elas pela instituição. Além disso, essas mudanças podem combinar com o interesse dos agentes. Por exemplo, um agente pode realizar alguma ação que conta como pagamento (por exemplo, entregar uma nota de papel) se a consequência de constituir pagamento satisfaz seu interesse (por exemplo, adquirir um livro). Enquanto modelos de instituição artificial tratam do processo de constituição através da atribuição de funções de status a fatos que ocorrem no ambiente, o mesmo não acontece com relação aos efeitos que o processo de constituição produz no ambiente. Objetivos. O objetivo dessa tese é propor um modelo que torne explícitas as consequências no ambiente da execução de ações institucionais. Para atingir esse objetivo, toma-se, como inspiração, a teoria do filósofo John Searle, que observa que os status atribuídos às ações concretas permitem que essas ações executem funções que não podem ser explicadas por suas virtudes físicas. Searle afirma que essas funções são atribuidas para satisfazer os interesses práticos dos agentes que são nomeados por ele como propósitos. Para atingir o objetivo dessa tese, é necessário definir uma abstração apropriada para representar os propósitos, meios para acoplar tal representação às representações de realidade institucionais existentes e formas de os agentes se beneficiarem dessa representação, utilizando-a no seu processo de raciocínio e deliberação para atingir seus interesses. Contribuições. Esta tese propõe um modelo de propósitos para expressar as consequências de ações institucionais no ambiente em que os agentes atuam. A partir desse modelo, define-se que seu acoplamento com os modelos de realidade institucional existentes ocorre por meio das funções de status, pois são os status que possibilitam a execução das funções que modificam o mundo para atender aos propósitos dos agentes. Além disso, os propósitos são relacionados aos objetivos dos agentes e, a partir disso, eles podem ser considerados no seus processos de raciocinio e deliberação para satisfazer seus interesses. Com o modelo proposto, os agentes podem acessar e raciocinar sobre as consequências das ações institucionais e adaptar-se a diferentes cenários. Eles podem perceber que (a) alguns propósitos apontam para estados do ambiente que correspondem aos seus interesses e, portanto, úteis para alcançar seus objetivos ou (b) evitam esses propósitos porque apontam para estados semelhantes aos seus anti-objetivos. Em ambos os casos, o agente têm mais informações para decidir se uma determinada ação o ajudará ou não a satisfazer seus interesses. O modelo proposto permite aprimorar os agentes nos aspectos de adaptabilidade, racionalidade e flexibilidade, além de tornar explícito esse conceito e suas relações. Conclusões. O modelo de propósito proposto concebe abstrações apropriadas para capturar as consequências no ambiente da execução de ações institucionais. A partir desse modelo, é possível conceber instituições artificiais que permitam expressar tanto as consequências institucionais das ações executadas no ambiente quanto as consequências ambientais que tais execuções acarretam. Tem-se, assim, instituições que podem auxiliar agentes a executar ações que podem satisfazer seus interesses.

Abstract: Open multi-agent systems have incorporated social mechanisms to address issues such as reconciling agents' autonomy with the system interests, the orientation of agents to act in systems for which they were not designed, and so on. A social mechanism frequently used is the institutional reality that, when adapted to the MAS, brings the notion of artificial institution (or simply institution). Institutions consider that some concrete facts occurring in the environment constitute (or count as) institutional facts. For example, individuals acting in an e-commerce scenario may constitute (or count as) buyers in the institution, while some of their actions may count as payments. These actions are known as institutional actions because they are actions performed in the environment that produce consequences in the institution. Furthermore, they can produce consequences in the environment resulting from the consequences that occur in the institution. These environmental consequences may match the interests of the agents. For example, an agent can perform some action that counts as payment (e.g., delivering a paper note) if the consequence of constituting payment satisfies its interest (e.g., holding a book in hand). While current institutional models provide information about constitutions, the same does not happen about the consequences of the constitution in the environment. Having an explicit representation of the environmental consequences of institutional actions is an open question in the design of multi-agent systems. In response to this issue, this thesis proposes a purpose model that represents the environmental consequences of institutional actions. Furthermore, it presents some algorithms that agents can use to consider this information in their reasoning and deliberation process. The proposed model is positioned between existing frameworks that use social abstractions to support incoming agents and evaluated through application examples highlighting the disadvantages and advantages of the model in designing a multi-agent system.