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Os Sistemas Multiagente buscam formas de resolver problemas complexos da realidade como, por exemplo, o impacto que determinadas ações podem causar em um determinado contexto, neste projeto de pesquisa, o meio ambiente. Este projeto de pesquisa busca aliar técnicas de programação orientada a agentes e organização multiagente e das Large Language Models (LLMs). Além disso, busca-se a modelagem de perfis de agentes em organizações de sistemas multiagente, para desenvolver agentes autônomos que podem ser empregados em diversas aplicações, visando contribuição científica para análise e entendimento de sistemas complexos reais.

O presente projeto de pesquisa está dividido em 4 etapas principais. Em cada uma das etapas destaca-se a visão geral dos objetivos específicos, bem como as metas as quais se almeja alcançar, a participação/orientação de alunos e a duração de cada etapa do projeto.

Etapa 1. Estudo da Integração da Modelagem ao nível de Agentes e do Jogo Gorim Web - O Jogo Gorim foi desenvolvido no âmbito do Projeto intitulado Gestão Participativa dos Recursos Hídricos utilizando Jogos Computacionais e Sistemas Multiagente financiado pela ANA/CAPES no Programa de apoio ao Ensino e à Pesquisa Científica e Tecnológica em Regulação e Gestão de Recursos Hídricos, do Edital Pró-Recursos Hídricos Chamada N◦ 16/2017. O jogo possui como cenário as cidades de Atlantis e Cidadela (cidades fictícias que representam as cidades de Pelotas e Rio Grande/RS), as quais estão localizadas na bacia hidrográfica da Lagoa Mirim e do Canal São Gonçalo. Este RPG baseia-se na dinâmica ambiental de alocação dos recursos naturais, neste caso mais especificamente o recurso hídrico, e a integração dos agentes envolvidos no sistema. O intuito do jogo é buscar o equilíbrio ambiental a partir do uso do recurso hídrico e as possíveis interações/negociações entre os atores do sistema. Foram realizadas diversas sessões do jogo ao longo dos anos de 2018 e 2019 presencialmente nas dependências do prédio do Centro de Ciências Computacionais (C3) da Universidade Federal do Rio Grande (FURG) e, em 2020, de forma online através do aplicativo Discord4 [11]. Devido à complexidade e quantidade de cálculos (percentuais, vendas, produtividade, etc.) do jogo de Gorim foi desenvolvido o chamado “Motor do Jogo” na linguagem de programação Java. Esta primeira ação tornou￾se necessária para a posterior implementação de todo o jogo de RPG para a web. No estudo de [28] encontra-se todo o desenvolvimento web do jogo Gorim. Nos trabalhos dos autores [11] e [28], bem como em diversos trabalhos publicados [9, 10, 17, 16, 26, 29, 25] encontra-se o detalhamento de todo o projeto para o embasamento das etapas definidas no presente projeto de pesquisa.

Etapa 2. Estudo de Perfis de Agentes e Organização de Agentes em um SMA - Nesta etapa do projeto de pesquisa será realizado um estudo sobre quais perfis de agentes podem ser inseridos no jogo de RPG Gorim e neste estudo caso, como as ações definidas pelos agentes destes perfis afetam/impactam esta organização SMA. Este estudo dos perfis de agentes servirá como embasamento à pesquisa a partir de uma revisão sistemática da literatura. Alguns trabalhos como em [27] exemplificam quais seriam os efeitos de determinadas estratégias escolhidas por cada perfil de agente definido para esta organização. A modelagem da organização do estudo de caso do jogo Gorim está disponível em detalhes no trabalho da autora [11]. Nesta modelagem os agentes foram divididos em três principais grupos: os agentes reguladores podem assumir os papéis de Prefeito ou Vereador, sendo responsáveis pela ad￾ministração de recursos financeiros, visando controlar/mitigar a poluição do ambiente. Os agentes fiscalizadores possuem como atribuição fiscalizar ou informar irregularidades que impactam no ambiente a partir da produção e assumem os papéis de Fiscal Ambiental ou ONG (Organização Não-Governamental). Os agentes produtores, nos papéis de Empresário ou Agricultor, exploram o ambiente para suas produções e seu principal objetivo é obter recursos financeiros, conforme [9]. É importante salientar que todos os papéis podem interagir neste sistema.

Etapa 3. Programação na plataforma Multiagente JaCaMo - Para a modelagem da organização do jogo Gorim, foi utilizado o Moise+ visto que este caracteriza-se por ser um modelo organizacional para sistemas multiagente compostos de três dimensões: i) estrutural, constituída pelos grupos, papéis e ligações; ii) funcional, englobando planos globais, metas e missões; e, iii) deôntica, a qual define as obrigações e permissões dos papéis. É relevante mencionar também que a modelagem da organização do Jogo Gorim baseou-se no trabalho de [23] com as devidas adaptações e particularidades da organização SMA do estudo de caso. A partir da integração entre a modelagem da organização e o jogo Gorim desenvolvido para a web (gorimWeb), estudar e definir os perfis de agentes que serão aplicados ao jogo Gorim utilizando a plataforma JaCaMo para este desenvolvimento. Devido a ampla utilização desta plataforma, a mesma é bastante consolidada na programação multiagente, por integrar três ferramentas. O Jason é uma plataforma para o desenvolvimento de sistemas multiagente que incorpora uma linguagem de programação orientada a agentes que implementa e estende o AgentSpeak (L) [6, 32]. A linguagem AgentSpeak (L) baseada em lógica destina-se ao desenvolvimento de sistemas multiagente. Assim, os agentes em Jason são baseados no modelo BDI [12, 33], representando os estados informativos, motivacionais e deliberativos do agente. Um agente em Jason é uma entidade composta por: i) um conjunto de crenças (as informações do agente sobre o mundo); ii) um conjunto de objetivos/desejos (tarefas que o agente deseja alcançar); iii) um conjunto de intenções (o que o agente se compromete a fazer); e, iv) um conjunto de planos (um plano é um curso de ação acionado por um evento). Os eventos incluem a adição ou remoção de metas e mudanças na base de crenças do agente. O CArtAgO é um framework com infraestrutura para programação e execução de ambientes em sistemas multiagente baseados no metamodelo A&A (Agentes e Artefatos) [35, 31]. Nesse modelo, o ambiente pode ser projetado e programado como um conjunto dinâmico de entidades computacionais denominadas artefatos (que fornecem serviços aos agentes), coletados em espaços de trabalho, possivelmente distribuídos entre vários nós de uma rede. Um agente que usa a ação focus para focar em um artefato, recebe suas propriedades observáveis como percepções e consegue executar operações (ou seja, ações), disponibilizadas por esse artefato. A ideia subjacente é que seja utilizado como uma abstração de primeira classe para projetar o SMA, como uma camada computacional que encapsula funcionalidades e serviços que os agentes podem explorar em tempo de execução. O Moise+ é framework que implementa um modelo de programação para a dimensão organizacional [20]. Essa abordagem inclui uma linguagem para a especificação da organização e infraestrutura do SMA, com suporte para mecanismos de raciocínio baseados na organização no nível do agente. A especificação é feita por meio de um arquivo XML, contendo três especificações diferentes: estrutural, funcional e normativa.

Etapa 4. Simulação de Cenários com os Perfis de Agentes aplicados ao jogo de RPG Gorim - Na etapa 4 deste projeto de pesquisa serão definidos e implementados cenários de teste incluindo os perfis de agentes aplicados a esta organização SMA do jogo Gorim a fim de analisar e verificar como determinados perfis podem impactar no objetivo geral do jogo. É importante salientar que este jogo é cooperativo, ou seja, os agentes envolvidos buscam realizar ações no ambiente para obter um objetivo em comum. Com os cenários de simulação pode-se observar que a complexidade desta organização, deve-se às diversas interações e ações que os agentes deste sistema podem realizar. As estratégias escolhidas pelos agentes, em dada situ￾ação do jogo, podem levá-los à diferentes tomadas de decisão e assim tornar mais complexa a coordenação e o controle do sistema. Desta forma, tanto o número de agentes quanto o número de interações e ações contribuem de maneira direta nesta complexidade. Entretanto, é inerente a uma organização SMA, com esta diversidade de agentes e ações, esta complexidade de coordenação do sistema. Porém, a maioria dos sistemas e modelos existentes de interação em todas as áreas do conhecimento podem ser vistas como complexas, assim, cenários que simulem estes modelos contribuem para futuras análises e como os perfis e estratégias de agentes impactam em situações reais.

Os Sistemas Multiagente buscam formas de resolver problemas complexos da realidade como, por exemplo, o impacto que determinadas ações podem causar em um determinado contexto, neste projeto de pesquisa, o meio ambiente. Este projeto de pesquisa busca aliar técnicas de programação orientada a agentes e organização multiagente, além de modelagem de perfis de agentes em organizações de sistemas multiagente, para desenvolver agentes autônomos que podem ser empregados em diversas aplicações. Espera-se como resultado deste projeto a aplicação de perfis de agentes na organização de SMA do jogo de RPG Gorim consolidada no projeto anteriormente mencionado, bem como sua contribuição científica para análise e entendimento de sistemas complexos reais.