Agentes Inteligentes e Sistemas Multi-agente FIPA IST- 2003/2004 Ana Paiva

1. Agentes Inteligentes e Sistemas Multi-agenteFIPA IST- 2003/2004Ana Paiva 1

2. 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

3. FIPA??? • 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

4. FIPA??? • 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)

5. A estrutura da FIPA • 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

6. A estrutura da FIPA Grupo Administrativo Grupo Técnico

7. A estrutura da FIPA • 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.)

8. 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

9. Especificações • Tipos de Especificações • Identificadores de Especificações • Ciclo de vida de uma Especificação • Estrutura de uma Especificação • FIPA-ACL

10. Especificações • 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

11. Identificadores de Especificações • 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.

12. Ciclo de vida de uma Especificação • 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.

13. Ciclo de vida de uma Especificação • Preliminar: um “esboço” de uma especificação ainda em construção (Ex: PC00035 => lê-se “especificação de componente preliminar nº 00035”) Desaprovada Preliminar Experimental Standard Obsoleta

14. Ciclo de vida de uma Especificação • Experimental: uma especificação preliminarque 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) Desaprovada Preliminar Experimental Standard Obsoleta

15. Ciclo de vida de uma Especificação • 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 Desaprovada Preliminar Experimental Standard Obsoleta

16. Ciclo de vida de uma Especificação • 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 Desaprovada Preliminar Experimental Standard Obsoleta

17. Ciclo de vida de uma Especificação • Obsoleta: uma especificação Desaprovada que foi identificada e comprovada como sendo desnecessária para os standardsda FIPA (Ex: OC00035) Desaprovada Preliminar Experimental Standard Obsoleta

18. Estrutura de uma Especificação Aplicações baseadas em Agentes Sistema de Comunicações do Agente Sistema de Gestão do Agente Sistema de Transporte de Mensagens do Agente Arquitectura Abstracta

19. Estrutura de uma Especificação • 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

20. Estrutura de uma Especificação Plataforma de Agentes Agente A Message Transport Service (MTS) Mensagem ACL sobre MTS Message Transport Protocol (MTP) Message Transport Service (MTS) Agente B Plataforma de Agentes

21. Estrutura de uma Especificação • 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

22. Estrutura de uma Especificação Aplicação de Agentes Aplicação Plataforma de Agentes Sistema de Gestão de Agentes (White Pages) Directory Facilitator (DF) (Yellow Pages) Agente Message Transport Service (MTS) Message Transport Service (MTS) Plataforma de Agentes

23. Estrutura de uma Especificação • 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

24. FIPA-ACL • 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)

25. FIPA-ACL • 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

26. FIPA-ACLActos Comunicativos

27. FIPA-ACLActos Comunicativos e protocolos • 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)

28. FIPA-ACLComunicação entre dois agentes (inform :sender tio-ze :receiver luis :content "(not (tempo alentejo chuva))" :language sl :ontology meteorologia :in-reply-to query-1234) (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)

29. FIPA-ACL: Comunicação entre dois agentes

30. FIPA-ACLO Envelope ACL

31. 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, …)

32. Plataformas FIPA

33. 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

34. FIPA-OS

35. 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

36. FIPA-OS Componentes específicos do FIPA-OS

37. 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

38. 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

39. 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

40. 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

41. 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)

42. FIPA-OS:Exemplo Agência A Plataforma móvel Agência B

43. 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.

44. 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

45. 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.

46. FIPA • Referências: • http://www.fipa.org • http://fipa-os.sourceforge.net • http://www.agentcities.org • http://www.nortelnetworks.com/