Aulas 14 e 15 - Projeto: LIDA - Controlando o WorldServer3D

Projeto: LIDA - Controlando o WorldServer3D

Objetivo

Implementar um agente, usando o Framework LIDA, capaz de controlar o robô no ambiente WorldServer3D modificado para a aula 7. Da mesma forma que os projetos com o SOAR e o Clarion, o agente deve completar os leaflets que lhe forem atribuídos.

Relatório da atividade

As instruções para criar um novo projeto com o Framework LIDA, no IDE Netbeans, estão contidas no anexo do documento LIDA-Tutorial-Exercises.pdf, usado na aula 13. Seguindo essas instruções foi criado o projeto LIDA_WS3D_Agent e, além das bibliotecas do Framework e demais dependências, foi adicionado o arquivo WS3DProxy.jar, que provê uma interface para o WorldServer3D, também utilizado na aula 7.

Seguindos passos para a implementação de agentes usando o Framework LIDA, cuja base de códigos é edu.memphis.ccrg.lida., temos:

1. Criar uma classe para representar o mundo (Environment), estendendo environment.EnvironmentImpl
   • o método init inicia a conexão com o WS3D e cria uma criatura (corpo do agente; o agente LIDA é a mente)
   • o método getState fornece informações sobre os objetos no mundo
   • o método processAction executa as ações selecionadas 
2. Criar uma classe para representar a memória sensorial do agente (SensoryMemory), estendendo sensorymemory.SensoryMemoryImpl
   • o método runSensors obterá as informações sensoriais através da chamada ao método getState, da classe Environment
   • o método getSensoryContents fornecerá as informações para os codelets de percepção (perceptual codelets)
3. Criar classes para deteção dos objetos e situações relevantes ao agente (feature detectors), os codelets de percepção, estendendo pam.tasks.BasicDetectionAlgorithm
   • o método init define que informação, ou conteúdo sensorial, o codelet deve detetar
   • o método detect, obtém essa informação da memória sensorial através da chamada ao método getSensoryContent, da classe SensoryMemory
4. Declarar esses elementos nos arquivos de declaração do agente, LidaWs3dAgent.xml, e de definição dos elementos utilizados (tipos de nodes, links, strategy e task), factoryData.xml, nesse último foram incluídas apenas as definições de cada detetor

Nesse projeto, foram definidos os nodes:

• done, representando a situação em que todos os leaflets foram completados e entregues
• lowEnergy, representando um nível de energia menor ou igual a 400 unidades (de um máximo de 1.000)
• enoughEnergy, representando um nível de energia superior a 400 unidades
• food, representando a presença de comida no campo visual do agente
• thingAhead, representando uma jóia ou comida a uma distância menor ou igual a 50 unidades
• leafletJewel, representando uma jóia no campo visual do agente e que consta de um dos seus leaflets
• noLeafletJewel, representando a situação inversa a anterior
• completeLeaflets, representando que um ou mais leaflets foram completados

Fig.1 – Estrutura do projeto e detalhe do arquivo LidaWs3dAgent.xml.

 

Fig.2 – Atualização do estado na classe Environment.

 

Fig. 3 – Processamento das ações na classe Environment.

 

Fig. 4 – Ambiente do WorldServer3D no início da execução.

 

Fig. 5 – Aba Global Workspace na interface gráfica.

 

Fig. 6 – Ambiente do WorldServer3D no final da execução.

 

 A Fig, 7 mostra uma parte do log, onde pode ser vista a mensagem de finalização com o score final obtido.

 

Fig. 7 – Final da execução sinalizada no log.

 

Também foi realizada uma simulação com dois agentes, um LIDA e outro Clarion, a título de experimentação (Fig. 8). O agente Clarion completou seus leaflets primeiro. Algumas observações sobre a experiência:

• Como não há como definir a cor da criatura na versão atual do WorldServer3D, o que dificulta o acompanhamento da simulação, este foi alterado, incluindo um novo comando (newR) permitindo a criação uma criatura com a cor vermelha;
• O agente LIDA deve ser executado primeiro, para que execute o gerador de objetos no ambiente;
• Não foi prevista uma outra criatura no ambiente em nenhuma das implementações do agente (LIDA e Clarion), o que pode causar travamentos em caso de colisão;
• Um dos agentes deve ter seu ponto de instanciação alterado (ambos os códigos disponibilizados para as aulas usam a posição x=100, y=100) então, a posição inicial do agente Clarion foi alterada para x=100, y=500.

Fig. 8 – Simulação com dois agentes um LIDA e outro Clarion.

 

A versão modificada do WorldServer3D pode ser executada pelo link: WorldServer3D e os códigos fonte podem ser obtidos no link: WorldServer3D.zip.

O projeto LIDA_WS3D_Agent pode ser executado pelo link: LIDA_WS3D_Agent e os códigos fonte podem ser obtidos no link: LIDA_WS3D_Agent.zip.

Observações e conclusões:

• A execução via Webstart ainda não está funcionando.
• Inicialmente foi usada a versão 1.2b do Framework mas essa não é compatível com os arquivos de configuração fornecidos pelos exercícios do Tutorial, elaborados para a versão 1.1b. Particularmente o comportamento das classes environment.EnvironmentImpl e proceduralmemory.ProceduralMemoryImpl mudou consideravelmente.
• Embora implementados, os detetores de energia, suficiente e baixa, não foram utilizados para simplificar o cenário. No entanto, é possível definir codelets de atenção para a ativação de duas features, por exemplo, lowEnergy e food, de forma que possa ser usada em um esquema que determine a ação goto (no caso, em direção à comida).
• A documentação deficiente para o Framework dificulta a sua utilização. O aprendizado sobre os parâmetros nos arquivos de configuração deve ser por experimentação (tentativa e erro).
• Uma das maiores dificuldades é o ajuste adequado (tuning) dos parâmetros para ativação, decaimento, etc.
• No final, foi possível implementar um agente simples, com os mesmos objetivos dos projetos com o SOAR e o Clarion.