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Agentes Inteligentes e Agentes Inteligentes e Sistemas Multi-agenteSistemas Multi-agente

FIPAFIPA

IST- 2003/2004IST- 2003/2004Ana PaivaAna Paiva

A. Paiva

Sumário

A estrutura da FIPA Alguns Parceiros da FIPA Especificações

- FIPA-ACL Plataformas FIPA (amanhã):

- FIPA-OS Cooperação entre agentes:

- Contract-NET (breve)

FIPA = Federação InterPlanetária Anónima???

João Leonardo Carmo - IAA - LEIC - IST - 2002/03

A. Paiva

FIPA é o acrónimo de Foundation for Intelligent Physical Agents

Criada em 1996 e localizada em Genebra, na Suíça, é uma associação sem fins lucrativos

Tem como objectivo a promoção de standards de software (especificações) e de tecnologias que facilitem comunidades de agentes heterogéneos e sistemas baseados em agentes a interactuar entre si

Para atingir estes objectivos, a FIPA cria, divulga e gere especificações por forma maximizar a interoperabilidade entre estes sistemas heterogéneos de agentes

João Leonardo Carmo - IAA - LEIC - IST - 2002/03

FIPA???

A. Paiva

Na produção dos ditos standards, a FIPA recorre também à comunidade dos seus membros (empresas associadas), realizando periodicamente sessões de reuniões com os mesmos (4 vezes por ano)

Juntos, tentam desenvolver formas para que agentes criados em plataformas de empresas e comunidades diferentes consigam comunicar e inter-operar entre si

A juntar a este grupo estão outras organizações de standards como a Object Management Group (OMG)

FIPA???

A. Paiva

A FIPA está organizada e estruturada em dois grupos:

- Grupo Administrativo- Grupo Técnico

O Grupo Administrativo da FIPA é responsável por toda a gestão e bom funcionamento da empresa

Por sua vez, o Grupo Técnico é responsável pelo desenvolvimento das especificações da FIPA

A estrutura da FIPA

A. Paiva

Grupo Administrativo

Grupo Técnico

A estrutura da FIPA

A. Paiva

Do Grupo Técnico destacam-se três entidades:- os Comités Técnicos, que produzem trabalho técnico e

escrevem as especificações da FIPA - os Grupos de Trabalho, que se encarregam de outros

aspectos no trabalho da FIPA, como coordenar actividades de implementação ou centrarem-se mais sobre uma determinada aplicação

- as duas entidades anteriores juntas formam o Conselho de Arquitectura

- finalmente, os Grupos de Interesses Especiais, que desempenham um papel preponderante ao auxiliarem a FIPA com trabalho que é do interesse desta, como estarem atentos a novas tecnologias que poderão evoluir para standards (Agentcities - rede aberta de vários serviços de agentes, faculdades, etc.)

A estrutura da FIPA

A. Paiva

ADETTI - Lisboa / Portugal Boeing – Delaware / Estados

Unidos BOSCH - Hildesheim / Alemanha British Telecommunications -

Londres / Reino Unido France Telecom - Paris / França Fujitsu - Tóquio / Japão Hewlett-Packard - Estados Unidos IBM - Armonk / Estados Unidos

Intel – Hilsboro / Estados Unidos

Mitsubishi Electric - Kanagawa / Japão

Motorola - Schaumburg / Estados Unidos

NASA - Greenbelt / Estados Unidos

Siemens - Munique / Alemanha Sun Microsystems – Palo Alto /

Estados Unidos Toshiba - Tóquio / Japão Unisys - Tóquio / Japão

Alguns parceiros da FIPA

A. Paiva

Tipos de Especificações Identificadores de Especificações Ciclo de vida de uma Especificação Estrutura de uma Especificação

- FIPA-ACL

Especificações

A. Paiva

Existem dois tipos de especificações:- especificação de componentes- especificação de perfis

Uma especificação de componentes descreve uma especificação lógica para uma tecnologia ou para um grupo intrínseco de tecnologias

Por sua vez, uma especificação de perfis descreve como um conjunto de especificações de componentes pode ser usado para definir colectivamente uma entidade mais avançada

Especificações

A. Paiva

Cada especificação da FIPA é representada por um identificador de especificação.

Existem cinco tipos de identificadores, um por estágio no ciclo de vida da especificação.

Identificadores de Especificações

A. Paiva

As especificações da FIPA são publicadas de acordo com a sua posição no ciclo de vida de uma especificação.

Pretende-se com o ciclo de vida monitorizar e registar o progresso de uma dada especificação desde a sua concepção até ao fim do seu papel, seja este o de standard ou de especificação obsoleta.

Ciclo de vida de uma Especificação

A. Paiva

Preliminar: um “esboço” de uma especificação ainda em construção (Ex: PC00035 => lê-se “especificação de componente preliminar nº 00035”)

Preliminar Experimental

Standard Obsoleta

Desaprovada

Ciclo de vida de uma Especificação

A. Paiva

Experimental: uma especificação preliminar que foi aprovada para o nível experimental, pois é estável por um período de pelo menos dois anos e está agora pronta para ser proposta como standard. (Ex: XC00035)

Preliminar Experimental

Standard Obsoleta

Desaprovada

Ciclo de vida de uma Especificação

A. Paiva

Standard: uma especificação experimental que foi implementada com sucesso em várias plataformas de agentes de acordo com as normas da FIPA, evolui para o estatuto de Standard, e é formalmente publicada pela FIPA (Ex: SC00035)

Depois de chegar a standard, a especificação só pode sair deste estado se deixar de ser necessária, altura em que é colocada no estado de Desaprovada

Preliminar Experimental

Standard Obsoleta

Desaprovada

Ciclo de vida de uma Especificação

A. Paiva

Desaprovada: uma especificação standard que foi identificada como sendo potencialmente desnecessária para os standards da FIPA (Ex: DC00035)

Possivelmente devido à evolução tecnológica ou mesmo à evolução de outros standards ou especificações da FIPA

Se ao fim de 6 meses de permanência neste estado, a especificação continuar a ser considerada como potencialmente desnecessária, então avançará para o estado de Obsoleta, caso contrário retornará ao estatuto de Standard

Preliminar Experimental

Standard Obsoleta

Desaprovada

Ciclo de vida de uma Especificação

A. Paiva

Obsoleta: uma especificação Desaprovada que foi identificada e comprovada como sendo desnecessária para os standards da FIPA (Ex: OC00035)

Preliminar Experimental

Standard Obsoleta

Desaprovada

Ciclo de vida de uma Especificação

A. Paiva

Arquitectura Abstracta

Sistema de Transporte de Mensagens do

Agente

Sistema de Gestão do Agente

Sistema de Comunicações do

Agente

Aplicações baseadas em Agentes

Estrutura de uma Especificação

A. Paiva

Arquitectura Abstracta: é a responsável por todas as entidades abstractas necessárias para o desenvolvimento de sistemas baseados em agentes. Faz a distinção entre as entidades que são facilmente representadas de uma forma abstracta (como por exemplo o FIPA ACL) dos elementos que não são genéricos a todos os sistemas de agentes (como a mobilidade do agente ou o sistema de gestão do mesmo)

Na prática, a Arquitectura Abstracta da FIPA é a parcela comum a todas as plataformas de agentes que a implementam e que são compatíveis com as suas especificações, como é o caso do FIPA-OS, JADE e ZEUS

Sistema de Transporte de Mensagens do Agente: é o responsável pela entrega e pela representação de mensagens no seio de ambientes e redes heterogéneas com diferentes protocolos de transporte

Estrutura de uma Especificação

A. Paiva

Plataforma de Agentes

Agente A

Agente B

Plataforma de Agentes

Message Transport Service (MTS)

Message Transport Service (MTS)

Mensagem ACL sobre MTS Message Transport Protocol (MTP)

Estrutura de uma Especificação

A. Paiva

Sistema de Gestão do Agente: providencia a framework dentro da qual os agentes FIPA existem e operam. Estabelece o modelo lógico de referência para a criação, registo, localização, comunicação, migração e eliminação de agentes

Estrutura de uma Especificação

A. Paiva

AplicaçãoAplicação de

Agentes

Agente

Sistema de Gestão de Agentes

(White Pages)

Directory Facilitator

(DF) (Yellow Pages)

Message Transport Service (MTS)

Message Transport Service (MTS)

Plataforma de Agentes

Plataforma de Agentes

Estrutura de uma Especificação

A. Paiva

Sistema de Comunicações do Agente: a comunicação entre agentes FIPA é baseada num modelo que assenta basicamente na grande qualidade semântica das mensagens, ou seja, toda a comunicação encontra-se pré-definida e enriquecida semânticamente para que seja bem entendida por todos os agentes

A base da comunicação entre agentes FIPA é conseguida atrabés do uso de actos comunicativos ou performativas, como request, inform ou refuse, independentes do conteúdo global da mensagem em si

Estrutura de uma Especificação

A. Paiva

A mensagem que é fornecida ao agente juntamente com o acto comunicativo está “embrulhada” num envelope bem especificado, envelope esse denominado de Envelope de Linguagem de Comunicação de Agentes, ou Envelope ACL (Agent Communication Language)

Uma ACL providencia mecanismos para adicionar contexto ao conteúdo das mensagens e ao acto comunicativo, tais como identificar o emissor e o receptor, a ontologia, a linguagem e o protocolo de interacção da mensagem, entre outros

Graças a uma ACL, agentes de sistemas heterogéneos conseguem comunicar entre si, uma vez que a definição da ACL é uma definição abstracta e bastante genérica (definida na Arquitectura Abstracta)

FIPA-ACL

A. Paiva

Cada agente interpreta a mensagem consoante os seus meios internos, mas a comunicação e transmissão de dados, graças à FIPA-ACL, está standardizada, sendo genérica a todos os agentes FIPA

O conteúdo concreto da mensagem é expresso numa linguagem de conteúdo, tal como a linguagem semântica FIPA (SL), KIF (Knowledge Interchange Format) ou RDF (Resource Description Framework), por exemplo

A FIPA-ACL foi baseada originalmente no ARCOL com uma série de revisões do KQML

FIPA-ACL

A. Paiva

FIPA-ACLActos Comunicativos

A. Paiva

Assertives: inform, refuse, failure, etc… Directives: request, query-reg, etc… Commissives (compromissos): agree Expressives (expressões de interesse): subscribe

• São tipos básicos de conversação (actos comunicativos)• Protocolo: mensagens ocorrem em padrões,

denominados conversas ou diálogos (ex: fipa-request, fipa-cfp)

FIPA-ACLActos Comunicativos e protocolos

A. Paiva

(request :sender luis :receiver tio-ze :content (inform-if :sender tio-ze :receiver luis :content "(tempo alentejo chuva)" :language sl :ontology meteorologia) :language sl :reply-with query-1234)

(inform :sender tio-ze :receiver luis :content "(not (tempo alentejo chuva))" :language sl :ontology meteorologia :in-reply-to query-1234)

FIPA-ACLComunicação entre dois agentes

A. Paiva

FIPA-ACL: Comunicação entre dois agentes

A. Paiva

FIPA-ACLO Envelope ACL

A. Paiva

FIPA-ACLO Envelope ACL

Ontologia: define os termos, as relações entre os termos e as operações sobre esses termos num dado contexto (domínio) (Ex: meteorologia)

Conteúdo: representa o conteúdo da mensagem (o exemplo do Tio Zé!)

Linguagem: representa a linguagem utilizada no conteúdo da mensagem, que define as condições, regras e operações genéricas para que se possa inferir algo do conteúdo da mensagem (Ex: SL, RDF, KIF, …)

A. Paiva

Plataformas

FIPA

A. Paiva

FIPA-OS A plataforma FIPA-OS foi a primeira implementação Open Source da FIPA OS significa... Adivinharam! Open-Source! Iniciada em Agosto de 1999 Tipos de agentes básicos suportados:

- Reactivo: reage a mensagens ACL provenientes de outros agentes no ambiente

- Proactivo: o agente consegue decidir quando deve iniciar a interacção com outros agentes (só para objectivos simples, como registar-se num servidor de registo!)

- Social: reactivo e proactivo- Autónomo: cada agente possui várias threads de controlo

A. Paiva

FIPA-OS

A. Paiva

FIPA-OS

Qualquer plataforma FIPA contém:

- Directory Facilitator (DF): Tipo de agentes que fornecem o serviço de “páginas amerelas” a outros agentes (localização de serviços e serviços de registo)

- Agent Management System (AMS): gere o ciclo de vida de um agente na plataforma, enquanto providencia serviços de “páginas brancas” a outros agentes (localização de agentes, nomes e serviços de controlo de acessos)

- Message Transport Service (MTS):- MTP (Message Transport Protocol) numa determinada plataforma (varios

protocolos)

- ACC (Agent Communication Channel) para comunicar entre plataformas

A. Paiva

FIPA-OS

Componentes

específicos

do FIPA-OS

A. Paiva

FIPA-OS

Agent Shell: para além dos componentes mandatórios presentes no Modelo de Referência da FIPA, a distribuição da FIPA-OS inclui um template vazio de um agente denominado Agent Shell.

Através deste template podemos produzir os nossos agentes para inter-operarem na FIPA-OS Agent Management Service (AMS): É um agente que faz o papel de Serviço e é usado para controlar os ciclos de vida dos outros

agentes. O agente registado informa o AMS sobre alterações significativas no seu ciclo de vida e deixa o AMS controlar esse mesmo ciclo.• No caso de um agente rebelde que não se deixe controlar pelo AMS, este invoca directamente operações do agente pela sua API

A. Paiva

FIPA-OS

Task Manager: Cada tarefa de cada agente é uma tarefa distinta (ambiente multi-tarefa) As mensagens são redireccionadas automaticamente para o estado correcto É possível interagir dentro da mesma tarefa

A. Paiva

FIPA-OS

Parse Factory: sempre que um agente recebe uma mensagem, o Parse Factory descobre em que linguagem a mensagem vem escrita e carrega dinamicamente o parser respectivo para que a conversão se faça sem sobressaltos

A vantagem mais notória é a transparência com que se pode encarar as mensagens, dando total atenção à componente semântica destas

Uma vez que o parsing é feito automaticamente, para o agente é como se estivesse a comunicar na mesma linguagem! Não há necessidade de codificação sintática!

Só o conteúdo semântico interessa ao agente

A. Paiva

FIPA-OS

Conversation Manager: Trata de todo o tráfego de conversas (não trata mensagens individuais) Simplifica a implementação das conversas, senão teriamos de associar sempre a identificação das conversas à mensagem antes do agente

enviar a mesma

A. Paiva

FIPA-OS

Comunicações: Remote Method Invocation (RMI) usado em comunicação no interior da mesma plataforma (intra-plataforma) IIOP com Voyager e SunIDL para comunicação para plataformas diferentes! (inter-plataforma)

A. Paiva

FIPA-OS:Exemplo

Plataforma móvel

Agência A

Agência B

A. Paiva

Cooperação entre agentes:Contract-NET

É um protocolo do FIPA-ACL para a cooperação entre os agentes para resolver problemas por comunicação directa.

É modelado sobre os mecanismos que governam a troca de mercadorias e serviços.

Prevê uma solução para o chamado problema da conexão: encontrar um agente apropriado para realizar uma determinada tarefa.

A. Paiva

Cooperação entre agentes:Contract-NET - exemplo

Um agente que tem uma tarefa a ser feita é o chamado gerente Agentes que podem resolver essa tarefa são os chamados contrantantes. Do ponto de vista do gerente, o processo é o seguinte:

- Anuncia uma tarefa que precisa de ser executada- Recebe e avalia as “ofertas” dos potenciais contratantes- Decide a favor de um contratante conveniente e envia-lhe o contrato- Recebe e sintetiza os resultados

A. Paiva

Cooperação entre agentes:Contract-NET - exemplo

Do ponto de vista do contratante, o processo é o seguinte:

- Recebe o anúncio de uma tarefa - Avalia sua própria capacidade de a resolver- Responde negando ou fazendo uma “oferta”- Executa a tarefa se sua “oferta” é aceite - Envia os resultados ao gerente

O papel dos agentes não é previamente especificado. Qualquer um pode ser gerente ou contratante.

A. Paiva

FIPA

Referências:

- http://www.fipa.org- http://fipa-os.sourceforge.net- http://www.agentcities.org- http://www.nortelnetworks.com/