Desarrollo de entornos virtuales inteligentes basados en el Meta-Modelo MAM5

Abstract

[EN] Intelligent Virtual Environments (IVE) are simulation and entertainment tools that are becoming more and more popular. They allow individuals and enterprises to design simulation envrionments that model real life features. These IVEs simulate a real world, taking into account physical restrictions in order to offer big realism that maximizes as far as possible the user’s feeling of immersion. In order to achieve that, the simulation must allow the interaction between users, objects and entities populating the virtual environment. These virtual entities can have some intelligence that increases user’s immersion feeling. One of the most used techniques to model these intelligent entities is Multi-Agent Systems.

This kind of application are among the most demanded ones, not only for being the key for multi-user games like World of Warcraft (with more than 7 millions of users in 2013), but also as the foundation of virtual social networks like Second Life (with 36 millions of users in its 10 years of history). These applications have to tackle with a huge number of entities and objects to simulate. Because of that it is important to have tools that facilitate the design and implementation of this kind of systems. Moreover, they must be able to adapt to changes not only in the amount of entities but also in the user needs. Current technology used for developing this kind of systems lacks of elements facilitating the adaptation and management of the system. Tradicionally, this kind of applications uses the client / server paradigm, but due to its features, a distrubuted approach, like Multi-Agent Systems, will allow the developing of components evolving autonomously.

The present work proposes a tool that deals with these open issues helping the modelling, programming and simulation of IVEs. This tool is called JaCalIVE (Jason Cartago to implement Intelligent Virtual Environments), and provides a method to develop IVEs along with an execution platform to simulate them. JaCalIVE is based on the MAM5 meta-model that describes a method to design IVEs based on A&A. Moreover, it introduces a physical simulation engine allowing realistic IVEs that includes physical restrictions that bound the behaviour of the entities populating the IVE

[ES] Los Entornos Virtuales Inteligentes (Intelligent Virtual Environment –IVE-) son herramientas de simulación y entretenimiento que se hacen cada vez más populares y permiten a particulares y empresas diseñar entornos de simulación que emulen características del mundo real. Estos entornos virtuales simulan un mundo real, teniendo en cuenta restricciones físicas con el objetivo de ofrecer un gran realismo que maximice, dentro de lo posible la sensación de inmersión de los usuarios. Para ello, en esta simulación deben permitir la interacción de estos usuarios con objetos y entidades que pueblen dicho entorno virtual. Estas entidades virtuales pueden estar dotadas de una cierta inteligencia que incremente la sensación de inmersión de los usuarios. Una de las técnicas que se puede utilizar para modelar estas entidades inteligentes son los Sistemas Multi-agente (Multi-Agent Systems –MAS-).

Este tipo de aplicaciones se encuentran entre las más demandadas hoy en día, no sólo por ser la clave para los juegos multi-usuario, tales como World Of Warcraft (con más de 7 millones de usuarios en 2013); sino también como la base de redes sociales virtuales como Second Life (con 36 millones de cuentas creadas en sus 10 años de historia). Estas aplicaciones plantean un gran reto debido al elevado número de entidades y objetos que podrían llegar a simular. Por este motivo es necesario contar con herramientas que faciliten su diseño e implementación. Además, deben ser capaz de adaptarse a los cambios, no sólo de la cantidad de entidades, sino también de las necesidades de los usuarios. La tecnología utilizada en la actualidad para desarrollar este tipo de productos, carece de elementos que faciliten la adaptación y la gestión del sistema. Tradicionalmente, este tipo de aplicaciones utilizan el paradigma cliente / servidor, pero debido a sus características, un enfoque distribuido, como el de los Sistemas Multi-Agente, permitiría el desarrollo de componentes que evolucionen de forma autónoma.

El siguiente Trabajo Final de Master, plantea dar una solución a estas problemáticas, creando una herramienta que ayude al modelado, programación y simulación de IVEs. Para ello se ha creado la herramienta JaCalIVE (Jason Cartago to implement Inteligent Virtual Environments), en la cual se proporciona un método para desarrollar IVEs, junto con una plataforma de apoyo para su ejecución (JaCalIVE Framework). JaCalIVE se basa en el meta-modelo MAM5, que describe un método para diseñar IVEs. MAM5 a su vez se basa en el meta-modelo A&A el cual describe los entornos en donde habitan los Sistema Multi-Agente. Además se introduce un motor de simulación física, que permite el desarrollo de IVEs más realistas para el usuario, pudiéndose simular restricciones físicas que afectarían el comportamiento de todas las entidades que habitan el IVE