Agentenbasierte Berechnung

DAMLDARPA Agent Markup Language

Jim HendlerDARPA

Information Systems Office

Angepasst für betriebliche Anwendungen:Harold BoleyDFKI 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

Asym

metr

ische

Bed

rohung

IA/IS

-

Progr

amme

Agenten

Informationsagenten

Ereignis- überwachungs-

agenten

Sicherheits-agenten

Logist

ik/Plan

Protokolle/Kontrolle

Agenten-testumgebung

Info-Fähigkeiten

Agenten werden auchfür ‘(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

Komplexität

Dies sind wünschenswerte Eigenschaften von Softwaresystemen

Betriebliche WerkzeugeA

nzah

l der

Nut

zer

Spezialmarkt

Massenmarkt

Nischenmarkt

Produktkoste n

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 Behauptung: Informationsagenten sind eine entscheidende Schlüsseltechnologie um ähnliche aufgabenspezifische Schlüsseltechnologie um ähnliche aufgabenspezifische

Werkzeuge für betriebliche Nutzer zu bauen.Werkzeuge für betriebliche Nutzer zu bauen.

Die ursprüngliche “Knülleranwendung” - VISICALCVISICALC (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

SchnittstellenDatenbanken

Modelle

EntscheiderSystementwerfer

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 Identifiziere Update Überwache AGENTEN- FÄHIGKEITEN

Interoperabilitätsgitter

Quell-Info Fähigkeits-Spez. Eingabe-Spez. Status-Info Ressourcendaten

Produziere und führe ein

Was wird dazu gebraucht?

• Ein Drei-Programme-AnsatzI. 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 <Title> How do we attack

this problem? </title>

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

<!Element TITLE-BLOCK (Title, Subtitle?) >

<!Element TITLE (#pcdata) >

<!Element SUBTITLE (#pcdata) >

<Title-Block>

<title> Beyond HTML </title>

<subtitle> adding syntax </subtitle>

</title-block>

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

<Title> Beyond XML

<subtitle> agent semantics </subtitle> </title>

<USE-ONTOLOGY ID=”PPT-ontology" VERSION="1.0" PREFIX=”PP" URL= "http://iwp.darpa.mil/ppt..html">

<CATEGORY NAME=”pp.presentation” FOR="http://iwp.darpa.mil/jhendler/agents.html">

<RELATION-VALUE POS1 = “Agents” POS2 = “/jhendler”>

<ONTOLOGY ID=”powerpoint-ontology" VERSION="1.0" DESCRIPTION=”formal model for powerpoint presentations">

<DEF-CATEGORY NAME=”Title" ISA=”Pres-Feature" > <DEF-CATEGORY NAME=”Subtitle" ISA=”Pres-Feature" >

<DEF-RELATION NAME=”title-of" SHORT="was written by"> <DEF-ARG POS=1 TYPE=”presentation"> <DEF-ARG POS=2 TYPE=”presenter" >

benutzt

benutzt

benutzt

benutzt

benutzt

benutzt

benutzt

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

Teilweisegemeinsam

undErweiterung

Modifikation

inkonsistent

Gebautdurch

benutzt

benutzt

benutzt

benutzt

benutztbenutzt

benutzt

benutzt

NachherNachher

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

VIELENUTZER

BESSEREWERKZEUGE

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– 55 000 (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-

werkzeugDAML-

markierteBriefings

BessererZugriff zu

Materialien

Agentenbasierte Berechnungs-Triade

CoABS

CoABS

+Agenten-Gitter

TASK

DAML

DAML

TASK

Agenten-Gitter

Übergang

+

CoABS

Geplante Technologie-Einsetzungen

Fin.jahr'99 Fin.jahr'00 Fin.jahr'01 Fin.jahr'02 Fin.jahr'03 Fin.jahr'04

CoABS

DAML

TASK

Beta

Beta

Beta

Release

V1.0

V1.0 V2.0

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

VORHANDENE ALT- & ENT-WICKLUNGS- SYSTEME

VORHANDENE ALT- & ENT-WICKLUNGS- SYSTEME

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)