Agentenbasierte Berechnung DAML DARPA Agent Markup Language Jim Hendler DARPA Information Systems Office Angepasst für betriebliche Anwendungen: Harold Boley DFKI GmbH 11. Februar 2000

Agenten sind unentbehrlich für die ISO-Stoßrichtungen Agentenbasierte Berechnung ist notwendig für Ergebnisse bei den ISO-Schlüsselthemen. Von der gewonnenen Funktionalität profitieren alle Programme Asymmetrische Bedrohung IA/IS- Programme Agenten Informationsagenten Ereignis- überwachungs- agenten Sicherheits- agenten Logistik/Plan Protokolle/ Kontrolle Agenten- testumgebung Info-Fähigkeiten Agenten werden auch für (E-)Business- Anwendungen benötigt

Was ist ein Agent? Ein Agent ist ein Softwarebestandteil oder -system, welches: –Eingebettet in - und bewusst bzgl. - eine(r) Umgebung ist –Dynamisch in seinen Verhaltensweisen ist (nicht einzelne E/A-Abbildung) –Nutzerermöglicht/-gesteuert ist, aber ermächtigt ist, für Nutzer zu handeln –In der Lage ist, sein Verhalten über die Zeit zu verbessern Echtzeit- verarbeitung Eingabe (t) Ausgabe(t+1) AUTONOME SOFTWARE Nutzer-/Systemziel-Einschätzung Abstimmung und/oder Anpassung Kommunikativ Autonom Fähig Adaptiv KomplexitätKomplexität Dies sind wünschenswerte Eigenschaften von Softwaresystemen

Betriebliche Werkzeuge Anzahl der Nutzer Spezialmarkt Massenmarkt Nischenmarkt Produktkosten Auftrags- arbeiten COTS- Werk- zeuge ? Betriebliche Anwendungen setzen sich aus vielen verschiedenen Märkten zusammen –Einigen Spezialmärkten mit erfolgreichen Übergängen –Einigen Märkten die durch COTS-Werkzeuge (Commercial Off-The-Shelf) abgedeckt sind –Mittlerer Nische mit manchmal erfolglosen Übergängen Beispiel: Satellitensteue- rungssysteme Beispiel : Fernsteuerung für Spielzeug Beispiel : Krankenhaus- robotersteuerung

Aufgabenspezifische betriebliche Werkzeuge Vorher –Stelle Programmierer ein –Erkläre deine Domäne –Nimm die Versionen wie sie zur Verfügung gestellt werden –Zahle kontinuierlich für Updates und Wartung –Abhängig von Externen Nachher –In-house programmiert, Nutzer kennen schon Aufgabe –Unmittelbare Rückkopplung/Prototypbildung –Updates kontinuierlich durch Nutzer, in-house –keine Abhängigkeit von Externen Was war das wichtigste Stück Software aller Zeiten? Gleiche Geschichte für Powerpoint - wichtiges Stück betrieblicher Software Behauptung: Informationsagenten sind eine entscheidende Schlüsseltechnologie um ähnliche aufgabenspezifische Werkzeuge für betriebliche Nutzer zu bauen. VISICALC Die ursprüngliche Knülleranwendung - VISICALC (jetzt Excel)

Warum ist dies schwer Die meisten betrieblichen Informationssysteme sind in Ofenrohr-Systemen (STOVEPIPES) Schwieriger Zugriff zu den Quelltexten Kein Mechanismus für remote-Zugriff

Wie Agenten helfen:Abbruch der Ofenrohre Erstelle Werkzeuge zur Unterstützung der Laufzeitkopplung von Entscheidungs- und Analysewerkzeugen mit geeigneten Daten- und Schnittstellen- ressourcen Entwicklung ist fokus- siert auf (gemeinsame) Informations- Bedürfnisse Informations Schnittstellen Datenbanken Modelle Entscheider Systementwerfer Analytiker Informationsagenten

NETWORKING AUF DEM MARKT HINWEISE & WARNUNGEN MESSUNGEN & SCHNITTSTELLEN PRODUKT- REVISION & -HERSTELLUNG EINFÜHRUNGS- OPERATIONEN VORHANDENE ALT- & ENT- WICKLUNGS- SYSTEME SPEZIFISCHE AUFGABEN FÜR BETRIEBE Informationsagenten Suche Vergleiche IdentifiziereUpdateÜberwache AGENTEN- FÄHIGKEITEN Interoperabilitätsgitter Quell-InfoFähigkeits-Spez.Eingabe-Spez.Status-Info Ressourcendaten Produziere und führe ein

Was wird dazu gebraucht? Ein Drei-Programme-Ansatz I. Eine mark-up-Sprache für vernetzte Agenten DARPA Agent Mark-Up Language ( DARPA AML ) Muss einen Mechanismus für Bekanntmachungs-/Fähigkeits- spezifikationen bereitstellen II. Software-Werkzeuge zur Schaffung der Agenten Taskable Agent Software Kit (TASK) Muss die Entwicklungs-/Anpassungskosten pro Agent reduzieren III. Eine Middleware-Schicht erzeugt ein Softwaregitter Weiterführung der CoABS-Investition (Control of Agent-Based Systems) Muss Systeme, Schnittstellen, Modelle etc. in das Gitter bringen können

DARPA Agent Markup Language (DAML)

Problem: gemeinsame Repräsentation Wir waren nie in der Lage, monolithische betriebliche Datenstandards zu entwickeln (eine Motivation für diese Arbeit) –Warum sollten wir in der Lage sein, monolithische Alltagsontologien zu entwickeln oder uns auf Domänenmodelle zu einigen, um das Gitter gemeinsam zu nutzen? Lösung: –Entwickle nützliche Interoperabilitätstechnologien ähnlich jenen, welche das Funktionieren des World-Wide Web ermöglichen

Wie nehmen wir dieses Problem in Angriff? Der entscheidende Schlüssel zur gegenwärtigen Interoperabilität sowohl in Regierungs- als auch in kommerziellen Systemen ist die HyperText Mark-up Language (HTML) –Erlaubt eine maschinenlesbare, formale Sprache zur Formulierung von Web-Seiten für die Präsentation von Daten begrenzte Menge von tags –nicht nützlich für maschinelle Suche How do we attack this problem?

Jenseits von HTML: Syntax- Hinzufügung Derzeitige Sprachen nehmen dies in Angriff, indem sie syntaktische Datenbehandlungs- möglichkeiten hinzufügen –XML (eXtensible Markup Language) Erweiterbare Schlüsselwortmenge Behebt syntaktische Ungleichheiten zwischen Datenformaten –DB 1 -> ADDRESS <- DB 2 Nützlich für gemeinsame Datennutzung –Nicht viel Suche Beyond HTML adding syntax

Jenseits von XML:Agenten- Semantik Die DARPA wird mit der Entwicklung einer Agent Markup Language (DAML) vorangehen –einer semantischen Sprache, welche die Information auf einer Seite an maschinenlesbare Semantik (Ontologie) knüpft Gegenwärtig auf Universitätsebene exploriert –SHOE (Maryland), Ontobroker(Karlsruhe), OML(Washington Univ) –Entsteht großenteils aus früheren DARPA-Programmen (I3, ARPI) Aber nicht ins Allgemeingut übergehend –Das W3C fokussierte kurzfristigen Gewinn:HTML/XML Beyond XML agent semantics <DEF-RELATION NAME=title-of" SHORT="was written by">

benutzt Dies führt zu einer radikal neuen Sicht von Semantik! VORHER * Monolithisch * Vollständig gemeinsam * Notwendigerweise konsistent * Schwierig zu ändern

Dies führt zu einer radikal neuen Sicht von Semantik! Ver- wurzelt Möglicher- weise Teilweise gemeinsam und Erweiterung Modifikation inkonsistent Gebaut durch benutzt Nachher

Eine verteilte ontologische Repräsentation Kleine Gemeinschaften definieren gemeinsame Semantik –Modifikation vorhandener Komponenten Hinzufügen von Termini Überschreiben vorhandener Termini Löschen alter Termini –Schafft einen rooted, directed, acyclic, graph (rDAG) Je zwei Seiten haben mindestens einen gemeinsamen Vorfahr –der gemeinsame Termini präzise definiert –syntaktisch mit einer Namenskonvention repräsentierbar ist –Erlaubt einen Ontologiekalkül ähnlich dem Relationenkalkül welcher DBMSe ermöglicht! Lässt Ontologie-Management-Systeme zur Realität werden!

Vorteile Erlaubt semantische Interoperabilität auf dem Niveau, auf dem wir derzeit syntaktische Interoperabilität in XML haben –Revolutionierung der Web-Interoperabilität Für Objekte im Web kann markiert werden (manuell oder automatisch), dass sie die folgenden Informationen beinhalten –Beschreibungen von Daten die sie enthalten (DBs) –Beschreibungen von Funktionen die sie anbieten (Code) –Beschreibungen von Daten die sie anbieten können (Schnittstellen) Dies markiert die Umgebung für Agenten! –Man vergegenwärtige sich eine Spürhund-Analogie Dabei ist dies eine Parfümierung der Web-Objekte

Betrieblicher Nutzen Ermöglicht flexible Werkzeuge zur betrieblichen Softwareentwicklung und -nutzung –Informationssammlung Agenten können DAML/Ontologie zur Suche nutzen –Softwareentwicklung Algorithmen/Code-Teile machen kritische Eigenschaften bekannt –Kopplung von Altsystemen Agentisierung von Systemen ermöglicht durch Gitterinteroperabilitäts-Mechanismen –Bekanntmachung von Fähigkeiten in DAML

Sprachakzeptanz ist schwer Sprache Werk- zeug Nutzer Markt VIELE NUTZER BESSERE WERKZEUGE Aber nicht unmöglich HTML College- Studenten Mosaic DAS WEB!! Netscape, IE, Altavista etc.

DAML wird das Gleiche tun DARPA fördert Sprachentwicklung –DAML statt HTML DARPA fördert Knülleranwendung –Auskunftswerkzeuge für Intelink Werkzeug freigegeben für Regierung und Betriebe –Werkzeuge generieren DAML-Verweise Markt geschaffen – (Tendenz steigend) Nutzer von Intelink genügen um betriebliche Investitionen anzuziehen

Die Knülleranwendung Betriebe haben einen gewaltigen Zeitaufwand um Briefings zu erstellen –Daten-Sammlung, -Vergleich, -Formatierung –Übersetzung in Powerpoint-Folien –Anpassung für verschiedene Verantwortliche Notwendigkeit eines personalisierten Briefing-Erstellungs-Agenten –Kennt die betriebliche Domäne (kommunikativ) –Weiß wie man auf betriebliche Quellen zugreift (fähig) –Sammelt Information off-line für den Nutzer (autonom) –Maßschneiderbar bzgl. der Nutzerbedürfnisse und sich ändernder Ressourcen (adaptiv) Notwendigkeit eines Suchwerkzeugs für in Briefings eingebettete Information –Intelink erlaubt minimale Schlüsselwortsuche Briefing- Erstellungs- Agent Intelink- Such- werkzeug DAML- markierte Briefings Besserer Zugriff zu Materialien

Agentenbasierte Berechnungs-Triade CoABS + Agenten-Gitter TASK DAML TASK Agenten-Gitter Übergang + CoABS

Geplante Technologie-Einsetzungen Fin.jahr'99Fin.jahr'00Fin.jahr'01Fin.jahr'02Fin.jahr'03Fin.jahr'04 CoABS DAML TASK Beta Release V1.0 V2.0

Zurückzulassendes Aufgabenspezifische betriebliche Anwendungen CoABS Revector Darpa Agent Markup Language Taskable Agent Software Kit CoABS-Gitter Briefing/Semantisches Such- Werkzeug (Intelink) Agentenschaffungs- Werkzeugkasten VORHANDENE ALT- & ENT- WICKLUNGS- SYSTEME

Schlussgedanke Die DARPA muss vorangehen! Sind die Informationsleute von MIS und IT auf die Revolution vorbereitet? Ich sehe dafür noch keine Anzeichen. (P. Drucker, Forbes, Aug. 1998)