Agentenkooperationen Ulrike Abelein 17. Januar 2006 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm.

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1 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 17. Januar 2006 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm

2 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 2 Was sind Agenten ?

3 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 3 Sind das auch Agenten? Thermostat Suchmaschinen

4 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 4 Aber was wäre, wenn sie zusammen arbeiten würden? Sind die Eier schon fertig ? Der Toast bereit ? Kaffee heiß und mit leckerem Milchschaum ?

5 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 5 Agenda Definition Agent Definition Agentenkooperationen Kommunikation zwischen Agenten

6 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 6 Definition Agent

7 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 7 Definition Agent M. Wooldridge und N. R. Jennings: "Ein Agent ist ein Computersystem, das in irgendeiner Umgebung situiert ist und das eine gewisse Art von autonomem Verhalten zeigt, um bestimmte vorgesehene Ziele zu erreichen." Wikipedia: Als Software-Agent bezeichnet man ein Computerprogramm, das weitgehend unabhängig von Benutzereingriffen arbeitet, es löst Aktionen aufgrund eigener Initiative aus (proaktiv), reagiert auf Änderung der Umgebung (reaktiv), es kommuniziert mit anderen Agenten und lernt aufgrund zuvor getätigter Entscheidungen bzw. Beobachtungen.

8 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 8 Definition Agent Intelligente Agenten = Computerprogramme mit den Eigenschaften: Autonomie Proaktivität Wissen, Lernfähigkeit, Schlussfolgerungen Möglichkeit zu Verhaltensänderungen Reaktionsfähigkeit Sozialkompetenz Mobile Agenten können Ausführungsort wechseln

9 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 9 Definition Agentenkooperation Umgebung mit mehreren Agenten Infrastruktur Kommunikationsprotokoll Interaktionsprotokoll offen kein zentraler Entwurf Agenten sind autonom und verteilt

10 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 10 Agenda Definition Agent Definition Agentenkooperationen Kommunikation zwischen Agenten Koordination von mehreren Agenten Kommunikationsprotokolle Knowledge Query and Manipulation Language Knowledge Interchange Format Ontologien Interaktionsprotokolle Kooperationsprotokolle Contract Net Protocol

11 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 11 Kommunikation zwischen Agenten Zentrales Mittel zur Koordination mehrerer Agenten Warum Kommunikation? eigene Ziele oder die Ziele der Kooperation besser erreichen ermöglicht Aktionen und Verhalten zu koordinieren kohärentes System Formal Syntax Semantik Pragmatik

12 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 12 Koordination von Agenten Vorteile: Vermeidung von Wettstreit um Ressourcen Ausschluss von Livelocks oder Deadlocks

13 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 13 Kommunikationsprotokolle verschiedenen Schichten 1. Schicht: Medium 2. Schicht: Format (Syntax) 3. Schicht: Bedeutung (Semantik) Datenstruktur Sender Empfänger Protokollsprache Ver- und Entschlüsselungsfunktionen Aktionen

14 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 14 Knowledge Query and Manipulation Language Murch und Johnson 1993 Performatives Anfragen, Zusagen, Absagen, usw. Inhalt in diversen Sprachen, z.B. Prolog, KIF, LISP, SQL Agenten erscheinen sich als Clients und Server Kommunikation synchron oder asynchron

15 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 15 Knowledge Query and Manipulation Language Die Performatives haben die folgende Struktur: ( :content :sender :receiver :language :ontology )

16 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 16 Agent A erfragt bei Agent B die URL der Informatik Fakultät: (ask-one :content adresse("Informatik Fakultät Karlsruhe", X) :sender A :receiver B :language Prolog :ontology Webseiten) Agent B antwortet mit: (tell :content adresse("Informatik Fakultät Karlsruhe ","www.ira.uka.de") :sender B :receiver A :language Prolog :ontology Webseiten) Knowledge Query and Manipulation Language Agent A Agent B ?

17 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 17 Knowledge Interchange Format logische Sprache Standard für die Beschreibung in Datenbanken, intelligente Agenten… Zwischensprache basiert auf der Prädikatenlogik 1. Ordnung (Aussagenlogik) für den Menschen und Computersysteme lesbar.

18 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 18 Knowledge Interchange Format Beispiel: Personendatenbank mit dem Tupel (Mitarbeiternummer, Abteilung, Gehalt) (salary 015-46-3946 widgets 72000) (salary 026-40-9152 grommets 36000) (salary 415-32-4707 fidgets 42000) eine gerade Potenz jeder reellen Zahl ist größer Null: (=> (and (real-number ?x) (even-number ?n)) (> (expt ?x ?n) 0))

19 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 19 Ontologien Spezifikation von Objekten, Konzepten und Beziehungen bekannte Definition: "Spezifikation einer Konzeptualisierung Mittel zur Strukturierung und zum Datenaustausch nur die Klassen und Beziehungen werden repräsentiert (analog zu einem Datenbankschema) Agenten müssen Wissen im Vokabular einer Ontologie beschreiben, damit die Kooperationspartner es interpretieren können

20 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 20 Interaktionsprotokolle ermöglichen Konversation zwischen Agenten Bei gegensätzlichen Zielen Koordinationsprotokolle Nutzen für alle Agenten Bei gemeinsamen Zielen Kooperationsprotokolle kohärente Leistung der Agenten keine globale Kontrolle Wichtige Aufgaben Bestimmung verteilter Ziele Bestimmung gemeinsamer Aufgaben Vermeidung von unnötigen Konflikten Bündelung von Wissen und Aussagen

21 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 21 Kooperationsprotokolle Aufgaben werden aufgeteilt und verteilt Komplexität reduzieren häufig genutzte Mechanismen: Marktmechanismen Contract Net (siehe Beispiel) Multiagentenplanung organisatorische Struktur

22 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 22 Contract Net Protocol 2. Einige Bieter geben ihre Angebote ab; der Anbieter bewertet die Angebote 1. Der Anbieter kündigt Existenz einer neuen Aufgabe via Multicast an Anbieter Bieter (andere Agenten) Anbieter Bieter (andere Agenten)

23 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 23 Contract Net Protocol 3. Der Anbieter teilt einem Bieter die Aufgabe zu Anbieter Bieter (andere Agenten) 4. Der Bieter kommuniziert nun privat mit dem Anbieter und stellt ihm die Ergebnisse zur Verfügung Anbieter Bieter

24 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 24 Zusammenfassung Definition Agent Programm in Umgebung integriert autonom, proaktiv, reaktiv, sozial, anpassungsfähig Definition Agentenkooperationen Infrastruktur, Kommunikations- und Interaktionsprotokoll offen, kein zentraler Entwurf Kommunikation zwischen Agenten Ziele besser erreichen kohärentes System Kommunikationsprotkolle KQML, KIF Interaktionsprotokolle Contract Net

25 Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm 17. Januar 2006 Agentenkooperationen Ulrike Abelein 25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Und denken sie daran: Kooperation ist der Schlüssel zur Intelligenz