Comunicação entre Agentes Inteligentes - PowerPoint PPT Presentation

Comunicação entre Agentes Inteligentes

Ryan Leite Albuquerque < ryan@cesar.org.br >

• Ubiqüidade: Do latim “ubiquu”
• O que está em todo lugar a toda hora
• Ubiqüidade Computacional
• Os serviços computacionais poderão ser usados em toda parte e a qualquer hora
• “Jetsons”, “Sexto Dia”, “Matrix”. Algo familiar ?
• Cenário
• SeDi = Secretário Digital
• Júlia é Engenheira de Tráfego

• Chegada ao Aeroporto
• Visto de entrada
• Caminho até o ponto de ônibus (óculos)
• A Caminho do Hotel
• Deficiente visual ajudado pelo SeDi e o SeDi do ônibus
• Compras
• Localização e comparação das lojas que vendem o produto
• Conferência
• Nível de ansiedade (monitoramento)
• Reprodução do CD da Enia
• Demonstrações online
• Animações holográficas
• Conexão com as câmeras online nas avenidas

• Comemoração
• Ninguém tem que combinar nada
• Os SeDis decidem onde ir baseados nos perfis
• Pagamento
• Automático. Sem estresse. Da melhor forma para Júlia.
• Voltando pra casa...
• Putz! E as compras?
• O presente já está sendo entregue
• Chegando em casa
• Suprimentos
• Curriculum

• Reflexão
• Cenário altamente dinâmico
• Integração de diversas mídias e dispositivos
• Como implemnetar?
• Sugestão: usar Agentes Inteligentes
• Agentes
• Conjunto de metáforas, técnicas e ferramentas
• Ideal para aplicações autônomas, móveis e inseridas em uma sociedade
• Naturalmente capazes de:
• Reagir de forma autônoma e reativa
• Raciocinar de forma pró-ativa
• Adaptar-se ao ambiente onde estão inseridos
• Iteragir com outras entidades

• Iteração
• Solução compartilhada de problemas
• Requisito básico
• Mecanismo de Comunicação
• Linguagem comum
• Infra-estrutura
• Mas como implementar?

• Conceitos Básicos
• Tipos de Comunicação
• Atos da Fala
• Linguagens de Comunicação
• Linguagens de Conteúdo
• Ontologias
• KQML
• FIPA ACL
• Exemplo
• Ferramentas

Conceitos Básicos

• Telepatia
• Acesso direto à uma Knowledge Base (KB)
• Lendo a mente...
• Cada um com sua KB
• KB compartilhada
• Problemas
• Podem usar o mesmo símbolo para denotar coisas diferentes
• Podem usar símbolos diferentes para denotar a mesma coisa
• Linguagem de Comunicação de Agentes (LCA)
• Comum

• Categorização das expressões humanas qto a
• Intenção do locutor
• Impacto ou reação do ato comunicativo causado no estado mental do receptor
• Existem aproximadamente 4600 atos de fala!
• Não é esse o objetivo de uma ACL
• Ajuda a decidir as primitivas das ACLs
• Todo primitiva de uma ACL é um ato de fala

• Linguagem Humana
• Atos comunicativos são interpretados a partir da mensagem e do contexto
• Nem sempre esta interpretação é óbvia
• Dificuldades
• “Cale-se !” (Comando)
• “Por favor, você pode se calar ?” (Pedido)
• “Você vai se calar ou não ?” (Pergunta)
• “Eu gostaria que você se calasse.” (Informação)

Expressam uma Proposta

Ex: “Vamos jogar boliche amanhã?”

Diretivos

Expressam um Pedido ou Comando

Ex: “Cale-se!”

Comissivos

Expressam Promessa ou Ameaça

Ex: “Eu prometo doar R$1.000,00.”

Expressivos

Expressam Desculpas ou Agradecimentos

Ex: “Desculpe pelo atraso?”

Declarativos

Mudam o Estado do Mundo

Ex: “Eu os declaro marido e mulher!”

Veredictos

Expressam um Julgamento

Ex: “West é criminoso.”

• Ato Locucionário
• Emissão da mensagem
• Efeito Ilocucionário
• O que o locutor entende por algo
• Efeito Perlocucionário
• O real efeito do ato comunicativo no receptor
• Ideal
• Efeito perlocucionário previsível
• Para um dado Ato Locucionário,
• Efeito Ilocucionário = Efeito Perlocucionário.
• Em miúdos, prever a reação do receptor!

• Baseadas na Teoria dos Atos da Fala
• Objetiva a troca de informações entre agentes
• Transporte de mensagens na rede através de protocolos de baixo nível
• SMTP, TCP/IP, IIOP ou HTTP
• Esse transporte é transparente para o usuário
• Para o KSE, uma LCA é dividida em:
• Ontologia
• Linguagem interna (lógica)
• Codificação do conteúdo
• Linguagem externa
• Ato Locucionário (Performativa)
• Encapsulamento de infomações para o roteamento

• Definição
• É um vocabulário cujos termos são relacionados a um certo domínio e precisamente definidos por textos como entradas de dicionário ou de enciclopédias
• Os relacionamentos entre esses termos também são especificadas usando técnicas de modelagem formal
• Uma vez especificada…
• Pode-se construir uma KB relacionadas ao domínio coberto pela ontologia
• Esta KB pode ser compartilhada com outros agentes interessados em conhecimentos sobre este domínio

Ato Comunicativo

Conteúdo

Mensagem

• O que é?
• Linguagem em que deve ser codificado o conhecimento que se deseja compartilhar com o destinatário da mensagem
• Exemplos
• KIF ( Knowledge Interchange Format )
• Versão prefixada (“LISP like”) da lógica clássica de primeira ordem
• Não está totalmente implementada para uso comercial
• Produzida pelo KSE
• Linguagem natural
• Prolog, SQL, LISP
• RDF (Resource Description Framework)
• XML

• O que é ?
• Linguagem que encapsula:
• O ato comunicativo = ato locucionário = performativa
• Informações para o roteamento
• Agente receptor
• Ontologia
• Linguagem interna
• Conteúdo
• …
• Exemplos
• KQML
• FIPA ACL

KQML

Knowledge Query and Manipulation Language

• Objetivo
• Interoperabilidade entre agentes de software em aplicações distribuídas e/ou heterogênea
• Pioneira ( KSE – 1994 )
• Aplicações
• eCommerce (negociação)
• Jogos
• BDs distribuídos e/ou heterogêneos
• Integração de tecnologias
• ...

• Principais características da linguagem:
• Independente de Linguagem Interna
• Independente de Ontologia
• Independente de Protocolos deTransporte de Rede
• Comunicação baseada nos atos da fala
• Performativas
• Sugere o uso de Agentes Facilitadores
• Camadas:
• Comunicação, Conteúdo e Mensagem

( performativa

:sender <word>

:receiver <word>

:reply-with <word>

:in-reply-to <word>

:language <word>

:ontology <word>

:content <expression>

)

Camada de Comunicação

Camada de Mensagem

Camada de Conteúdo

• Performativas Típicas
• tell : informa que o conteúdo da mensagem está na KB do locutor
• ask-if : o locutorquer saber se o conteúdo de sua mensagem é verdadeiro para o receptor
• advertise : o locutor quer que o receptor saiba que ele pode processar mensagens no modelo do seu conteúdo
• insert : o locutor “pede” ao receptor que adicione o conteúdo da mensagem à sua KB
• Outras Performativas
• achieve, ask-about, ask-all, ask-one, break, broadcast, broker-all, broker-one, deny, delete, delete-all, delete-one, discard, eos, error, evaluate, forward, generator, monitor, …

• A1 envia a seguinte mensagem para A2 ...

( advertise

:sender A1

:receiver A2

:reply-with id1

:language KQML

:ontology kqml-ontology

:content ( ask-if

:sender A2

:receiver A1

:in-reply-to id1

:language Prolog

:ontology CIn

:content “Professor(X,Y)”))

• A2 pergunta então a A1 ...

( ask-if

:sender A2

:receiver A1

:in-reply-to id1

:reply-with id2

:language Prolog

:ontology CIn

:content “Professor(X, ‘Agentes’)”

)

• A1 responde ao agente A2 ...

( tell

:sender A1

:receiver A2

:in-reply-to id2

:reply-with id3

:language Prolog

:ontology CIn

:content “X = Geber, X = Flávia, X = Jacques...”

)

• Ambigüidade e Termos Vagos
• O significado de performativas reservadas é pouco claro. Normalmente estão associadas à intuição e ao domínio da linguagem natural do intérprete
• Performativas com nomes inadequados
• Algumas performativas têm nomes que não correspondem diretamente ao ato comunicativo a ela associado
• Ex: “tell”
• Ausência de performativas
• Alguns atos comunicativos não estão representados entre as performativas disponíveis

FIPA

Foundation for Intelligent Physical Agents

• FIPA é uma associação sem fins lucrativos fundada em 1996 e localizada em Genebra na Suíça
• Objetiva promover o sucesso das aplicações, serviços e equipamentos baseados em agentes
• Provê especificações para maximizar a interoperabilidade entre aplicações, serviços e equipamentos baseados em agentes

• FIPA x KQML
• Ao contrário do KQML, as especificações FIPA têm uma grande preocupação com a modelagem semântica
• Linguagem de Comunicação de Agentes
• FIPA ACL
• Linguagens Interna
• FIPA Content Language Library (FIPA-CLL)
• FIPA-SL, FIPA-RDF, FIPA-CCL, FIPA-KIF, …
• Mas também é independente de LI

• Sintaxe
• Praticamente igual ao KQML
• Conjunto de performativas menor
• accept-proposal, agree, cancel, cfp, confirm, disconfirm, failure, inform, inform-if, inform-ref, not-understood, propose, query-if, query-ref, refuse, reject-proposal, request, request-when, request-whenever, subscribe
• E só estes!
• Semântica
• Definida precisamente

• Igualdades
• Independência de IL e de ontologias
• Sintaxe idêntica
• Diferenças
• Visível principalmente na semântica
• Performativas são diferentes
• Os agentes de FIPA ACL são proibido de manipular diretamente a KB de outros agentes
• Tratamento diferente do gerenciamento dos agentes e das primitivas de administração
• Em FIPA ACL register, unregister, ..., são tratados por um módulo a parte

• Diferenças (situação fictícia)
• Em KQML
• Mensagem de A para B: achieve goal X
• Usa todo o vocabulário da LCA (performativa “achieve”)
• Em FIPA ACL
• Mensagem de A para B: tell ( achieve goal X )
• A LCA não entende! A LI sim!
• Elimina a necessidade da performativa achieve na LCA
• Questão ainda em aberto!

Conteúdo

Exemplo

A simple one...

• Linguagens
• Java
• KQML
• Ferramentas
• SACI (Simple Agent Communication Infrastructure)

Sociedade

Facilitador

(1) Advertise

(2) Get Possible Servers

(4) Ask One

(3) Forward

(5) Forward

(6) Tell

Agente Servidor

Agente Cliente

public static void main(String[] args) {

Agent a = new PlusServer();

if (a.enterSoc("APlusServer")) {

mbox.advertise("ask-one", "algebra", "matematica", "X+Y");

a.run(); // Fica lendo o Mailbox

}

}

public void run() {

while (running) {

Message m = mbox.polling();

if (m.get("performative").equals("forward")) {

m = new Message(m.get("content").toString());

}

if (m.get("performative").equals("ask-one")) {

Message r = new Message("(tell)");

r.put("receiver", m.get("sender"));

r.put("in-reply-to", m.get("reply-with"));

r.put("content", calcula( (String)m.get("content") ));

mbox.forward(r);

} else {System.out.println("ignorando a mensagem");}

}

}

public static void main(String[] args) {

PlusClient a = new PlusClient();

if (a.enterSoc("AClient")) {

a.run(args[0]);

}

}

public void run(String exp) {

String ag =

mbox.consultYP("ask-one", "algebra", "matematica", "X+Y");

Message m = new Message("(ask-one :content \""+ exp + "\")");

m.put("receiver", ag);

m.put("reply-with", "rSoma");

mbox.forward(m);

Message resposta = mbox.polling();

if (resposta.get("performative").equals("forward")) {

resposta = new Message(resposta.get("content").toString());

}

if ( ((String)resposta.get("in-reply-to")).equals("rSoma")) {

System.out.println("\n\n>>>>>>>>> Resposta de “+

resposta.get("sender")+ " foi “+resposta.get("content"));

}

mbox.disconnect();

}

Ferramentas de Auxílio

Análise

• Ferramentas escritas em Java
• Com download disponível
• Manuais de instalação e configuração
• O mínimo necessário
• Divisão
• Ambientes Completos
• Bibliotecas de Classes Java (API)

• KQML
• http://www.cs.umbc.edu/kqml/
• FIPA
• http://www.fipa.org/
• SACI
• http://www.lti.pcs.usp.br/saci/
• FIPA x KQML
• http://www.objs.com/agility/tech-reports/9807-comparing-ACLs.html

• Finin, Tim and Labrou, Yannis. A Proposal for a new KQML Specification;
• Finin, Tim., Labrou, Yannis and Mayfield, James. KQML as na communication language.
• Finin, Tim and Fritzon, Rich. KQML - A language and Protocol for Knowledge and Information Exchange.
• Finin, Tim and Labrou, Yannis. Semantics and Conversations for na Agent Communication Language
• Patil, Ramesh S., Fikes Richard E., Patel-Schneider Peter F. ., Don Mckay, Finnin, Tim., Gruber, Thomas and Neches Robert. The DARPA Knowledge Sharing Effort : Progress Report

• Hübner, Jomi and Sichman, Jaime, "SACI: Uma Ferramenta para Implementação e Monitoração da Comunicação entre Agentes", IBERAMIA'2000, SBIA'2000, Atibaia-SP, novembro de 2000 (http://www.lti.pcs.usp.br/saci/)
• Andrew C. Huang, Benjamin C. Ling, Shankar Ponnekanti, Armando Fox. “Pervasive Computing: What Is It Good For?. In proceedings of the Workshop on Mobile Data Management (MobiDE) in conjunction with ACM MobiCom '99, Seattle, WA, September 1999 (forthcoming)