A parsimonious model for locomotor behaviour in virtual agents based on dynamical coupling with the environment

Résumé

En el mundo del modelado de agentes virtuales predominan los enfoques computacionalistas, usualmente empleando reglas explícitamente definidas. Sin embargo, la escasa plausibilidad de las reglas en la naturaleza hace que los modelos no sean generalizables y ofrezcan una visión muy limitada del fenómeno de comportamiento, siendo imposible abordar una explicación de la dinámica o el origen de los mecanismos adaptativos. Un enfoque alternativo es que el comportamiento pudiera emerger como un todo a partir de principios básicos de las dinámicas no lineales que subyacen en tales comportamientos en el entorno. El mismo fenómeno no lineal pudiera revelarse en muchos sistemas diferentes; por lo tanto, se podría esperar que los principios básico sean similares en diferentes agentes, lo cual conduce a la idea de un marco general basado en modelos simples con niveles de explicación adecuados. En estos, los agentes y el entorno son tratados como un par de sistemas dinámicos acoplados informacional y mecánicamente, y su interacción espontanea les permite lograr el comportamiento deseado. La principal proposición asume que los agentes no necesitan un modelo completo ni hacer inferencia antes de tomar una acción; mas bien, la información necesaria para tomar una acción puede ser derivada del entorno con cálculo simple y un estado interno mínimo. Este trabajo presenta un “agente dinámico” equipado con un dispositivo sensorial, un controlador y actuadores para interactuar con el entorno. La capa sensorial es diseñada como una matriz capaz de detectar patrones de movimiento en el entorno. La arquitectura de control se basa en una red de osciladores acoplado con la función de modular las señales de estimulo a señales de acción dentro de un ciclo sensorio-motor. Algunos parámetros que definen la arquitectura del agente no son especificados durante el diseño sino que son fijados mediante evolución artificial dependiendo de la tarea a desarrollar por el agente. Se presentan una serie de experimentos para ilustrar las cualidades del modelo propuesto tales com la adaptabilidad al cambio, una metodología de diseño altamente intuitiva y flexible y un alto grado autonomía individual, entre otras. El documento además recoge un análisis comparativo con implementaciones clásicas tomando en cuenta varios criterios. La principal conclusión radica en que la metáfora de procesamiento de información simbólica podría ser sustituida por la coordinación sensorio-motora en problemas de organizaciones multi-agentes. Este tipo de modelado podría ser útil en el mundo de la animación para el modelado de bandadas, multitudes y enjambres como alternativa válida ante otras técnicas menos parsimoniosas.