Jade y Jess

10.1 Introducción y Arquitectura Conceptual

El objetivo es comprender cómo dotar a un agente de software de capacidad de razonamiento declarativo. Mientras que JADE proporciona la infraestructura para la comunicación y el ciclo de vida del agente, Jess actúa como el “cerebro” lógico.

10.1.1 El Modelo de Agente Relacional

Podemos visualizar el agente integrado mediante un modelo cibernético clásico:

Entorno (environment): el mundo externo donde vive el agente
Sensores (Sensors): mecanismos que reciben perceptos (entradas, como mensajes ACL)
Agente (Agent): La entidad computacional. Aquí es donde ocurre la integración:
- JADE: Gestiona la interacción con el entorno (envío/recepción de mensajes)
- Jess: Implementa el módulo de decisión de forma declarativa (reglas lógicas).
Actuadores (Actuators): mecanismos que ejecutan acciones sobre el entorno (ej. enviar una respuesta)

10.1.2 ¿Por qué integrar Jess?

Jess en un motor de reglas ligero y rápido escrito en Java. Permite construir software que “razona” usando conocimiento suministrado en forma de reglas declarativas, en lugar de código imperativo (if-then-else anidados).

Programación normal (Java/JADE sin Jess): Es como dar órdenes a un soldado. Tienes que decirle paso a paso: “Si ves un enemigo, levanta el arma. Si está a menos de 50 metros, dispara. Si no, espera”. Si la situación cambia y no prevista en tus instrucciones, el soldado se bloquea.
Motor de Inferencia (Jess): Es el estratega. Tú no le dices qué hacer paso a paso. Tú le das Reglas (“Los enemigos cercanos son peligrosos”) y Hechos (“Hay un tanque a 20 metros”). El estratega deduce por sí mismo: “Debo atacar”.

[!Nota] Es como usar un sistema experto de los de IA pero con agentes

10.2 Desafíos Técnicos de la Integración

Integrar un motor de inferencia en un agente JADE no es trivial debido a la naturaleza de la concurrencia en ambos sistemas.

10.2.1 El Modelo de Hilos

JADE: Un agente JADE es, por principio, monohilo (single-threaded). Esto simplifica la gestión del estado pero impone restricciones de bloqueo.
Jess (Clase Rete): Para embeber Jess, instanciamos la clase jess.Rete. El método estándar de ejecución es Rete.run().
El Problema: El método Rete.run() ejecuta reglas consecutivamente y bloquea el hilo de llamada hasta que no quedan más reglas por disparar.

Advertencia Crítica: Si ejecutamos Rete.run() sin control dentro de un agente JADE, bloquearemos al agente completo. Si el razonamiento tarda mucho, el agente dejará de percibir mensajes y atender otras tareas.

10.2.2 Solución: Ejecución Intercalada

Para evitar el bloqueo total, utilizamos una variante del método run que acepta un límite de ciclos: jess.run(int maxCycles). Esto permite que el agente razone “un poco”, atienda otras tareas (como leer mensajes), y vuelva a razonar

10.3 Implementación: El `JessBehaviour`

La arquitectura recomendada encapsula el motor Jess dentro de un comportamiento cíclico de JADE (CyclicBehaviour).

10.3.1 Estructura del Comportamiento

El JessBehaviour debe gestionar la carga del motor y su ciclo de ejecución.

Inicialización (Constructor):
- Se crea la instancia de jess.Rete.
- Se carga el archivo de reglas (.clp) usando un FileReader y el parser jess.Jesp .
Ciclo de Ejecución (Método action()):
- Se define una constante MAX_JESS_PASSES (ej. 1) para limitar el tiempo de CPU dedicado a razonar en cada vuelta.
- Se invoca jess.run(MAX_JESS_PASSES).
- Gestión de inactividad: Se compara el número de pases ejecutados con el máximo permitido. Si ejecutados < maximo, significa que el motor se detuvo porque no hay más reglas aplicables. En este caso, debemos bloquear el comportamiento (block()) para no consumir CPU inútilmente.

import jade.core.Agent;
import jade.core.behaviours.CyclicBehaviour;
import jade.lang.acl.ACLMessage;
import jess.*; // Importamos la librería de Jess

public class AgenteJess extends Agent {

    // El motor de inferencia (El cerebro)
    private Rete motor;

    protected void setup() {
        motor = new Rete();
        try {
            // Cargar las reglas desde un fichero .clp
            motor.batch("mis_reglas.clp");
            motor.reset(); // Llevar los hechos al estado inicial
        } catch (JessException e) { e.printStackTrace(); }

        // Añadimos el "Puente" entre JADE y JESS
        addBehaviour(new PuenteJadeJess());
    }

    private class PuenteJadeJess extends CyclicBehaviour {
        public void action() {
            try {
                boolean actividad = false;

                // 1. RECEPCIÓN: Traducir Mensajes JADE -> Hechos JESS
                ACLMessage msg = myAgent.receive();
                if (msg != null) {
                    // Convertimos el mensaje en un hecho para que Jess lo vea
                    // Ejemplo: (mensaje (contenido "fuego") (emisor "sensor1"))
                    String hecho = "(mensaje (contenido " + msg.getContent() + "))";
                    motor.assertString(hecho);
                    actividad = true;
                }

                // 2. RAZONAMIENTO: Ejecutar JESS paso a paso
                // ¡¡OJO AL EXAMEN!!: Usamos run(1), NO run().
                // Esto dispara MÁXIMO 1 regla. Si hay 100 pendientes, las hará en los siguientes ciclos.
                int reglasDisparadas = motor.run(1);

                if (reglasDisparadas > 0) {
                    actividad = true;
                }

                // 3. COLABORACIÓN
                // Solo nos bloqueamos si NO hay mensajes Y Jess NO tiene reglas por disparar.
                if (!actividad) {
                    block();
                }

            } catch (JessException e) { e.printStackTrace(); }
        }
    }
}

10.3.2 Inserción de Hechos (Facts)

Para que el motor razone, necesita datos. Debemos proveer métodos para insertar hechos y despertar al comportamiento si estaba dormido.

Ejemplo de método auxiliar addFact:

boolean addFact(String jessFact) {
    try {
        jess.assertString(jessFact); // Insertar hecho en Jess [cite: 164]
    } catch (JessException je) { return false; }

    if (!isRunnable()) restart(); // Si el comportamiento estaba bloqueado, despertarlo [cite: 174]
    return true;
}

Nota: Es fundamental llamar a restart() (o un mecanismo equivalente para desbloquear) después de insertar un hecho, ya que nuevas premisas podrían activar nuevas reglas.

10.4 Intercambio de Información: De JADE a Jess

El flujo de información desde el entorno hacia el motor de reglas suele ocurrir a través de mensajes ACL.

10.4.1 Estrategia Básica: Traducción Manual

Se puede implementar un comportamiento (ej. MsgListening) que reciba mensajes ACL, extraiga su contenido y construya una cadena de texto (String) con formato de hecho Jess para inyectarlo mediante addFact.

10.4.2 Estrategia Avanzada: Shadow Facts (Java Beans)

Jess permite mapear objetos Java directamente a “Shadow Facts” en su memoria de trabajo, evitando la traducción manual a String.

Se define un deftemplate en Jess apuntando a la clase Java: (deftemplate ACLMessage (declare (from-class ACLMessage))).
Se añade el objeto con Rete.add(objeto).

El Problema de ACLMessage: La clase ACLMessage de JADE no cumple estrictamente con el estándar JavaBeans necesario para Jess. Específicamente, el campo content es un StringBuffer, pero sus métodos get/set trabajan con String . Esto hace que Jess falle al intentar inspeccionar el objeto automáticamente.

Solución: Crear una clase envoltorio o extendida, por ejemplo MyACLMessage, que corrija los accesos a los campos para ser compatible con la introspección de Java Beans .

10.5 Intercambio de Información: De Jess a JADE (Acciones)

Una vez que Jess ha razonado, el agente debe actuar (generalmente enviando un mensaje). Existen tres niveles de integración:

10.5.1 Post-procesamiento (Nivel Bajo)

El agente verifica la memoria de trabajo de Jess después de cada ejecución para ver si hay “hechos de salida” y actúa en consecuencia. Esto es pasivo y poco eficiente.

10.5.2 `Userfunction` (Nivel Medio - Recomendado)

Se crea una clase Java que implementa la interfaz jess.Userfunction (ej. JessSend). Esta clase actúa como un puente.

Implementación: El método call de la clase Java recibe argumentos desde Jess, construye un ACLMessage y usa myAgent.send() para enviarlo .
Registro: Se registra la función en el motor: jess.addUserfunction(new JessSend(myAgent)).
Uso: En el código Jess (reglas), se llama directamente: (send ...).

10.5.3 Acceso Directo al Agente (Nivel Alto)

Se puede insertar el propio objeto Agent dentro del motor Jess usando Rete.add(Agent). Esto permite invocar cualquier método público del agente (incluyendo send) directamente desde el código de las reglas usando la sintaxis de reflexión de Jess.

10.6 Conclusión de la Asignatura

Una vez más se demuestra que el grado presenta una dejadez considerable por parte de las “vacas sagradas” de la facultad. Y es que no puede ser: estas personas son reconocidísimas en sus ámbitos, publican 300 artículos, acuden a congresos internacionales… pero cuando llega el momento de pensar en sus alumnos y proporcionarles una bibliografía de calidad con la cual puedan aprender los conceptos de forma intuitiva, te sueltan un PDF de 2001 robado de otra universidad o presentaciones sin orden lógico alguno, llenas de palabras sueltas y esquemas incomprensibles.

Eso sí, si te quejas, la alternativa que te ofrecen es el libro de turno de 1990 escrito en alemán por un médico francés. Y apáñate tú para conseguirlo y entenderlo.

La situación es insostenible. Es frecuente encontrarse con:

Documentación completamente desactualizada
Materiales de dudosa procedencia sin adaptar al contexto actual
Presentaciones caóticas sin estructura pedagógica
Bibliografía obsoleta, inaccesible o en idiomas que nadie domina

¿Tan difícil es hacer las cosas bien? Otras carreras universitarias lo consiguen. No se pide la perfección, pero sí un mínimo de coherencia y actualización en los materiales docentes.

Considero que el grado debería aprender de otras titulaciones y mejorar urgentemente este aspecto. Con la jubilación progresiva de las viejas vacas sagradas de la universidad, espero sinceramente que esta situación mejore con el tiempo y que la nueva generación de profesorado traiga una renovación real en la calidad docente, no solo en la investigadora.