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

Agentenkooperationen

Ulrike AbeleinUlrike Abelein

17. Januar 2006

Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für

Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm

17. Januar 2006 AgentenkooperationenUlrike Abelein

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Seminar Spezifikations- und Selektionsmethoden für Daten und Dienste, IPD, Lehrstuhl Prof. Böhm

Was sind Agenten ?


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Sind das auch Agenten?

Thermostat

Suchmaschinen


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Aber was wäre, wenn sie zusammen arbeiten würden?

Sind die Eier schon fertig ?

Der Toast bereit ?

Kaffee heiß und mit leckerem Milchschaum ?


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Agenda

Definition Agent

Definition Agentenkooperationen

Kommunikation zwischen Agenten


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Definition Agent


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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.“


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Definition Agent

Intelligente Agenten = Computerprogramme mit den Eigenschaften:

Autonomie Proaktivität Wissen, Lernfähigkeit, Schlussfolgerungen Möglichkeit zu Verhaltensänderungen Reaktionsfähigkeit Sozialkompetenz

Mobile Agenten können Ausführungsort wechseln


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Definition Agentenkooperation

Umgebung mit mehreren Agenten Infrastruktur

Kommunikationsprotokoll

Interaktionsprotokoll

offen

kein zentraler Entwurf

Agenten sind autonom und verteilt


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Agenda

Definition Agent

Definition Agentenkooperationen


Koordination von mehreren Agenten

Kommunikationsprotokolle Knowledge Query and Manipulation Language Knowledge Interchange Format Ontologien

Interaktionsprotokolle Kooperationsprotokolle Contract Net Protocol


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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


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Koordination von Agenten

Vorteile: Vermeidung von Wettstreit um Ressourcen Ausschluss von Livelocks oder Deadlocks


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Kommunikationsprotokolle

verschiedenen Schichten

1. Schicht: Medium

2. Schicht: Format (Syntax)

3. Schicht: Bedeutung (Semantik)

Datenstruktur

Sender

Empfänger

Protokollsprache

Ver- und Entschlüsselungsfunktionen

Aktionen


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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


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Die Performatives haben die folgende Struktur:

(<Performative>

:content <expression>

:sender <name>

:receiver <name>

:language <text>

:ontology <text>)


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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)


Agent A Agent B

?


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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.


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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))


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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


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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


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Kooperationsprotokolle

Aufgaben werden aufgeteilt und verteilt

Komplexität reduzieren

häufig genutzte Mechanismen:

Marktmechanismen

Contract Net (siehe Beispiel)

Multiagentenplanung

organisatorische Struktur


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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

AnbieterBieter

(andere Agenten)

AnbieterBieter

(andere Agenten)


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Contract Net Protocol

3. Der Anbieter teilt einem Bieter die Aufgabe zu

AnbieterBieter

(andere Agenten)

4. Der Bieter kommuniziert nun privat mit dem Anbieter und stellt ihm die Ergebnisse zur Verfügung

Anbieter

Bieter


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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


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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

Und denken sie daran:

Kooperation ist der Schlüssel Kooperation ist der Schlüssel

zur Intelligenzzur Intelligenz

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