Este artigo propõe o middleware Javic para permitir a comunicação entre microcontroladores PIC e o framework Jason para programação de sistemas multi-agentes. O Javic implementa o mesmo protocolo do Javino para comunicação serial entre hardware e software, possibilitando o uso de agentes BDI em robôs embarcados. Testes preliminares mostraram o funcionamento básico da arquitetura proposta.

1. A Middleware for Using PIC
Microcontrollers and Jason
Framework for Programming Multi-
Agent Systems
Carlos Eduardo Pantoja
João Victor Guinelli

2. 1. Introdução
2. Problema
3. Objetivo
4. Arquitetura
5. O Middleware Javic
6. Embarcando Jason + Javic
7. Trabalhos Relacionados
8. Trabalhos Futuros e Conclusão
Sumário

3. 1. Introdução
 Um robô pode ser comparado a um agente inteligente, que
é capaz de perceber, raciocinar e agir em um ambiente real
(RUSSEL; NORVIG, 2004).
 De forma similar, agentes podem ser definidos como
entidades físicas ou virtuais que são capazes de perceber e
agir sobre o ambiente onde estão situados.
 Por conta desta similaridade, é sensata a utilização da
abordagem de Sistema Multi-Agentes (SMA) no campo da
robótica.
1

4. 2
2. Problema
 Embarcar agentes BDI em robôs não é uma tarefa simples:
 O ciclo de raciocínio desses agentes pode gerar delays indesejados na
atuação do robô em ambientes reais (SANTOS; HUBNER, 2015).
 Na comunicação entre Hardware e Software pode ocorrer falhas de
mensagens e perda de informações.
 Alguns trabalhos abordam esta temática:
 (BARROS et al., 2014);
 (JENSEN, 2010);
 (LAZARIN; PANTOJA, 2015).
RXTX

5. 3
2. Problema
 Embarcar agentes BDI em robôs não é uma tarefa simples:
 O ciclo de raciocínio desses agentes pode gerar delays indesejados na
atuação do robô em ambientes reais (SANTOS; HUBNER, 2015).
 Na comunicação entre Hardware e Software pode ocorrer falhas de
mensagens e perda de informações.
 Alguns trabalhos abordam esta temática:
 (BARROS et al., 2014);
 (JENSEN, 2010);
 (LAZARIN; PANTOJA, 2015).
Lejos

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2. Problema
 Embarcar agentes BDI em robôs não é uma tarefa simples:
 O ciclo de raciocínio desses agentes pode gerar delays indesejados na
atuação do robô em ambientes reais (SANTOS; HUBNER, 2015).
 Na comunicação entre Hardware e Software pode ocorrer falhas de
mensagens e perda de informações.
 Alguns trabalhos abordam esta temática:
 (BARROS et al., 2014);
 (JENSEN, 2010);
 (LAZARIN; PANTOJA, 2015). Javino

7. 5
3. Objetivo
 Propor o middleware Javic:
 Permitir a utilização de microcontroladores PIC em SMA
embarcados.
 Utilizar a biblioteca desenvolvida para o lado PIC e no
lado Java utilizar a biblioteca Javino.

8. 6
4. Arquitetura

9. 7
Programação de
softwares em alto
nível com linguagens
baseadas em JAVA.

10. 8
Biblioteca de
comunicação para o
nível de Software.

11. 9
Biblioteca de
comunicação para o
nível de hardware
(microcontroladores).

12. 10
Outras Bibliotecas de
comunicação para o
nível de hardware
(microcontroladores),
que são controladas
pelo mesmo software.

13. 11
5. O Middleware Javic
 Implementa o mesmo protocolo utilizado no Javino.
Fonte: (LAZARIN; PANTOJA, 2015).

14. 12
5. O Middleware Javic
 É necessário que o modelo do microcontrolador PIC
utilizado possua ao menos 256 bytes de RAM.
 Para manter a compatibilidade, os métodos presentes no
Javic são os mesmos presentes no Javino.

15. 13
5.1. Testes Preliminares
 Foi utilizado um microcontrolador PIC 18F4520 conectado a
um sensor ultrassônico e a um LED.
 O agente, programado em Jason (BORDINI et al., 2007),
deve acender o LED quando perceber que há algum
obstáculo a sua frente.

16. 14
Código PIC
5.1. Testes Preliminares

17. 15
Ambiente Jason
Agente Jason
5.1. Testes Preliminares

18. 16
6. Embarcando Jason + Javic
 É necessário interferir em 4 camadas, de acordo com Lazarin
e Pantoja (2015):
 Hardware;
 Microcontroller;
 Environment;
 Agent.

19. 17
6. Embarcando Jason + Javic
 É necessário interferir em 3 camadas, de acordo com
Pantoja et al. (2016):
 Hardware;
 Microcontroller;
 Environment;
 Agent.

20. 18
7. Trabalhos Relacionados
 (BARROS et al., 2014):
 Não utiliza nenhum protocolo para realizar a comunicação entre o
software e o hardware, o que pode causar falhas no sistema por
conta de interferência e perda de dados.
 (JENSEN, 2010):
 Arquitetura é limitada ao Lego Mindstorm NXT.

21. 19
8. Trabalhos Futuros
 Desenvolver uma versão do middleware que funcione em
microcontroladores PIC que possuem menos de 256 bytes
de RAM.
 Desenvolver uma biblioteca para microcontroladores da
Intel.
 Analisar e validar a arquitetura em um cenário mais
complexo.
 Aplicar na arquitetura customizada do Jason, o ARGO.

22. 20
8. Conclusão
 Foi apresentado o middleware JAVIC para comunicação
serial entre microcontroladores do tipo PIC e o JAVA.
 Utilizar o middleware para implementação de SMA
robóticos e supervisórios utilizando um microcontrolador
“mais voltado” para a indústria.
 Permitir uma flexibilização na utilização de
microcontroladores em um mesmo projeto.

23. 21
9. Referências Bibliográficas
• R. S. Barros, V. H. Heringer, C. E. Pantoja, N. M. Lazarin, and L. M. de Moraes. An
agent-oriented ground vehicle's automation using jason framework. In ICAART
(2), pages 261-266, 2014.
• R. H. Bordini, J. F. Hübner, and M. Wooldridge. Programming multi-agent
systems in AgentSpeak using Jason, volume 8. John Wiley & Sons, 2007.
• A. S. Jensen. Implementing lego agents using jason. Disponínel em:
arXiv:1010.0150, 2010.
• N. M. Lazarin and C. E. Pantoja. A robotic-agent platform for embedding
software agents using raspberry pi and arduino boards. 9th Software Agents,
Environments and Applications School, 2015.
• S. Russel and P. Norvig. Inteligência artificial. Editora Campus, página 26, 2004.
• F. R. Santos and J. Hubner. Avaliação do uso de agentes no desenvolvimento de
aplicações com veículos aéreos não-tripulados. 9th Software Agents,
Environments and Applications School, 2015

24. pantoja@cefet-rj.br
joao.silva@cefet-rj.br

25. A Middleware for Using PIC
Microcontrollers and Jason
Framework for Programming Multi-
Agent Systems
Carlos Eduardo Pantoja
João Victor Guinelli