A Convergência entre a Web dos Usuários Humanos e a Web dos Agentes de Software: a Engenharia e os Impactos dos Sistemas Multi-Agentes Carlos J. P. de

“A Convergência entre a Web dos Usuários Humanos e a Web dos Agentes de Software: a Engenharia e os Impactos dos Sistemas Multi-Agentes”

Carlos J. P. de Lucena Julho de 2002

Julho de. 2002 Carlos J. P. de Lucena

Transição para uma indústria de conteúdos

Indústria de Mídia

Produção conteúdosEmpac. conteúdos

Mídia

Ind. de Telecom

TransporteOperadores de redes

Telecom

Ind. Computadores

Tecn. usuário finalhardware / software

Computadores

Telecom-municações

Computadores

Mídia

Convergência

conteúdo

Até 1994/95

Agora


Cadeia de Valor nas Indústrias de serviços Interativos

Conteúdo é o ativo mais valioso na cadeia de valorCompetição no nível de conteúdo vai aumentarOs níveis de conteúdo e infraestrutura são permeáveis

Conteúdo

Infraestrutura

Criação deConteúdo

Empacot/Conteúdo

DistribuiçãoConteúdo

TransporteSuporte

Disponibilização

Interfacee

Sistemas

Acessoao Mercado


Convergência de Conteúdos na Web

Convergência de conteúdos: “One Network, One Box”

Desafios para o usuário da Web:Descoberta e gestão de conteúdos na InternetOperação e gestão de novas aplicações baseadas em conteúdos multi-mídia (e-commerce, e-learning etc)


Usuários e Atividades na Web podem receber suporte automatizado

Exemplos:Na manipulação de conteúdos na Internet: filtragem e sistematização de informaçãoNo monitoramento e gestão em tempo real de redes de telecomunicaçõesNo comércio eletrônico e em mercados virtuais onde “compradores” e “vendedores” negociam em nome de seus usuáriosEtc...


Aspectos comuns às aplicações

Distribuição InerenteDados e informações a serem processados têm distribuição: espacial, temporal, semântica e funcional.Complexidade InerenteSão grandes demais para serem tratadas por um único sistema centralizado em função das tecnologias disponíveis de hardware e software.


Sistemas Multi-Agentes: SMAs

Agentes de software são programas para os quais é possível delegar (aspectos de) uma tarefa. Eles se diferenciam do software “tradicional” por serem personalizados, executarem continuamente e serem semi-autônomos.

Essas qualidades são particularmente úteis no ambiente rico em informações e processos das aplicações baseadas na Web.


SMA’s em Comércio Eletrônico

O comércio eletrônico compreende uma ampla quantidade de questões que incluem: segurança, reputação, legislação, pagamento, publicidade, catálogos online, intermediários, gerência de lojas etc.

Tecnologias de agentes podem ser aplicadas em qualquer dessas áreas sempre que um comportamento semi-autonômo, personalizado e de execução contínua for desejável.


Modalidades de SMA’s para Comércio Eletrônico

Sistemas de Recomendação

Enfoques para Interface Humano-Computador

Mecanismos de Negociação

Infra-estrutura, Linguagens, Protocolos


Impactos Economicos e Sociais de SMA’s em Comércio Eletrônico

Interconectividade da WWW e os agentes no comércio eletrônico mudarão as regularidades e os fenômenos na áreas de negócios e comércio.

Os agentes podem trabalhar a qualquer hora e a partir de qualquer lugar no ciberespaço. Todo o processo de uma transação pode ter lugar instantaneamente.


Preparando a Web para Aplicações

Máquina a Máquina.A Web Semântica na visão Tim Berners-Lee (WWW, URI’s, HTTP e HTML).

Além do W3C, MIT etc: infraestrutura para o próximo estágio do ciclo de vida da Web.


Expressando Conhecimento

A Web para representação de documentos para uso por seres humanos versus a representação de dados e informação para serem processados automaticamente.

A Web Semântica dará estrutura ao conteúdo de páginas Web criando um ambiente propício para agentes de software.


Expressando Conhecimento

A propriedade essencial da Web é universalidade (“anything can link to anything”).

A Web Semântica não é uma Web separada e sim uma extensão da Web atual que permitirá que computadores e pessoas possam trabalhar cooperativamente.


Representação do Conhecimento

Sistemas atuais para representação do conhecimento são centralizados exigindo que todos compartilhem as mesmas definições de conceitos

Cada qual tem um conjunto diferente de regras para fazer inferências sobre os seus dados.


Representação do Conhecimento

O desafio da Web Semântica é prover uma linguagem que expresse tanto os dados quanto as regras para raciocinar sobre os dados

Regras de qualquer sistema de representação de conhecimento existente devem poder ser exportadas para a Web.


XML

Tecnologias disponíveis para Web Semântica: a eXtensible Markup Language (XML) e o Resource Description Framework (RDF).

XML permite que cada um crie seus próprios tags para anotar páginas Web ou seções de

texto em uma página.


XML

Scripts, ou programas, podem fazer usos de tags, mas o autor dos scripts precisa saber para que o autor da página usa os tags.

Em resumo, XML permite que usuários adicionem uma estrutura arbitrária a seus documentos mas não diz nada sobre o que as estruturas significam.


RDF

O significado é expresso em RDF como um conjunto de triplas onde cada uma delas representa o sujeito, o verbo e o predicado de uma sentença elementar.

As triplas podem ser escritas usando-se tags XML. Em RDF um documento expressa que coisas particulares (pessoas, páginas Web etc) têm propriedades (tais como “é parente de”, “é autor de”) com certos valores (outra pessoa, outra página Web etc).


RDF

Sujeito, verbo e objeto são identificados por um Universal Resource Identifier (URI) o que permite a definição de um novo conceito através da definição de uma URI para algum ponto da Web.

As triplas de RDF formam webs de informação sobre coisas relacionadas.


Ontologias

O terceiro componente básico da Web Semântica são as ontologias.Em Filosofia uma ontologia é uma teoria sobre a natureza da existência, sobre que tipos de coisas existem.


Ontologias

Em Inteligência Artificial a palavra foi co-optada para significar um documento ou arquivo que define formalmente a relação entre termos. “ The specification of a conceptualization” (Gruber 1993)


Ontologias

Uma ontologia para a Web inclui uma taxonomia e um conjunto de regras de inferência.

A taxonomia define classes de objetos e relações entre elas.

As regras de inferência fornecem o aparato dedutivo.


Ontologias

Ontologias podem aperfeiçoar o funcionamento da Web.

Ex.: a busca pode procurar apenas por páginas que se referem a um conceito preciso ao invés de todas as que usam palavras-chave potencialmente ambíguas.


Ontologias

Aplicações mais avançadas usam ontologias para relacionar a informação em uma página às estruturas de conhecimento associadas e suas regras de inferência. Por exemplo, uma página marcada para tal uso está disponível em: http://www.cs.umd.edu/~hendler. Para uso por computadores a página está conectada a uma ontologia que define informação sobre departamentos de Ciência da Computação.


Ontologias

Vários grupos de pesquisa vêm desenvolvendo linguagens para exprimir expressões ontológicas na Web (http://www.daml.org/links)

DAML+OIL: baseada em RDF

Detalhes sobre linguagens e um repositório com um grande número de ontologias pode ser encontrado em http://www.daml.org/



<XML><nome><desc>...</XML>

<RDF><inf>

<doc>...</RDF>

<DAML><nome><desc>...

</DAML>

<SHOE><inf>

<doc>...</SHOE>

Uma Nova Web

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Web Semântica

+ complexo- inteligente

- complexo+ inteligente


Processamento com Agentes na Web semântica

Poderá envolver a criação de uma “cadeia de valor” na qual “sub-agregados” de informação serão passados de um agente para outro

cada um deles “adicionará valor” para a construção do produto final requisitado pelo usuário.


Uma Visão sobre o Futuro da Computação

“Programas distribuídos interagindo com recursos baseados na Web não-locais (ex.: Web services) podem se tornar a forma dominante pela qual computadores interagirão com seres humanos e outros computadores e serão a forma primária de computação em um futuro não distante” (J. Hendler)


Direções para a Engenharia de Software

A engenharia de software das aplicações baseadas na Web vai evoluir para lidar com um novo tipo de infraestrutura (orientada para semântica). Os processos de desenvolvimento irão se basear fortemente em sistemas multi-agentes e suas ontologias associadas (C. J. Lucena).


Cenário AtualSistemas de Grande Porte

E-CommerceAplicações abrangendo várias empresasAmbientes de desenvolvimento virtuais

DesafiosHeterogeneidadeEscalabilidadeAdaptabilidade

ConfiabilidadeReutilizaçãoManutenibilidade


SOC + MAS

TecComm Group/LES6 Doutorandos5 MestrandosTópicos

SMATécnicas SoC: AOP e Reflexão Computacional

Publicações

http://www.teccomm.les.inf.puc-rio.br/SoCagents


SELMAS 2002

Carlos Lucena (PUC-Rio) Carlos Lucena (PUC-Rio) Alessandro Garcia (PUC-Rio)Alessandro Garcia (PUC-Rio)

Jaelson Castro (UFPE)Jaelson Castro (UFPE)Andrea Omicini (Andrea Omicini (University of BolognaUniversity of Bologna))

Franco Zambonelli (Franco Zambonelli (University of Modena and Reggio University of Modena and Reggio EmiliaEmilia))

www.teccom.les.inf.puc-rio.br/selmas2002

Maio 19, 2002Maio 19, 2002


Agentes e Engenharia de Software

AbstraçõesAbstrações

OBJETOSFUNÇÕES

ENGENGENHARIA DE SOFTWARE

ENHARIA DE SOFTWARE

Análise de Requisitos Projeto

Arquitetural Detalhado

CodificaçãoTeste

Manutenção

AGENTESAGENTES

E-CommerceE-Commerce

Ambientes deAmbientes deDesenvolvimentoDesenvolvimento

Nova Plataforma deNova Plataforma deDesenvolvimentoDesenvolvimento

So

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TecnologiasTecnologiasEmergentesEmergentes

SoluçõesSoluçõesIntegradasIntegradas


Agentes e Engenharia de SoftwareAgentes e Engenharia de SoftwareAgentes não é uma nova idéia, mas em ES...

Propriedades Intra-agente• Estado Mental• Autonomia• Adaptação• Aprendizagem• ...

Propriedades Inter-agentes• Coordenação• Mobilidade• Comportamente Emergente• ...

Environment: Web/Internet“A Big ORB”

Ambiente Artificial Simulado

Web Semântica

Simulações e JogosSimulações e Jogos

Sistemas de Grande PorteSistemas de Grande Porte

E-commerce, E-learning,...E-commerce, E-learning,...


Objetivo 1: ES-Objeto x ES-AgenteObjetivo 1: ES-Objeto x ES-Agente

Atributos de QualidadeAtributos de Qualidade

PrincípiosPrincípiosMMétodosétodos

Estudos EmpíricosEstudos Empíricos

AGENTESAGENTES

XX


ENHARIA DE SOFTWARE



CodificaçãoTeste

ManutençãoAbstraçõesAbstrações

OBJETOS

TécnicasTécnicasFerramentasFerramentas


Objetivo 2: Objetivo 2: AgAgentes para Sistema de Grande Porteentes para Sistema de Grande Porte

AbstraçõesAbstraçõesAGENTESAGENTES

Comportamento EmergenteAutonomiaAprendizadoMobilidade…


ENHARIA DE SOFTWARE



CodificaçãoTeste

ManutençãoE-CommerceE-Commerce

Ambientes deAmbientes deDesenvolvimentoDesenvolvimento

Nova Plataforma deNova Plataforma deDesenvolvimentoDesenvolvimento

So

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de

Gra

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ort

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ran

de

Po

rte

TecnologiasTecnologiasEmergentesEmergentes

SoluçõesSoluçõesIntegradasIntegradas

Novos modelos de ProcessoNovos modelos de Processo


Objetivo Objetivo 33: Técnicas Existentes X SMAs: Técnicas Existentes X SMAs

Estilos ArquiteturaisDesign Patterns

Use CasesViewpoints

ASoCFrameworksArquiteturas

AbstraçõesAbstraçõesAGENTESAGENTES

Comportamento EmergenteAutonomiaAprendizadoMobilidade…


ENHARIA DE SOFTWARE



CodificaçãoTeste

Manutenção

Carlos J. P. de LucenaJulho de. 2002

Referências

Tim Berners-Lee, James Hendler and Ora Lassila, “The Semantic Web”, http://www.sciam.com/2001/0501issue/0501berners-lee.htmlJames Hendler, “Agents and the Semantic Web”, http://www.csumd.edu/users/hendler/AgentWeb.htmlEdd Dumbill, “The Semantic Web: A Primer”, http://www.xml.com/pub/a/2000/11/01/semanticweb/Aaron Swartz, “The Semantic Web in Breadth”, http://logicerror.com/semanticWeb-long

Sean B Palmer, “The Semantic Web: an Introduction”, http://infomesh.net/2001/swintro/


ReferênciasGarcia, A.; Lucena, C. J.; Cowan, D.D. "Agents in Object-Oriented Software Engineering“, Software: Practice & Experience, Elsevier, 2002(to appear)Garcia, A.; Lucena, C.; Castro, J.; Omicini, A.; Zambonelli, F. "Software Engineering for Large-Scale Multi-Agent Systems – SELMAS 2002". ACM Software Engineering Notes, August 2002. (To appear)Garcia, A.; Chavez, C.; Torres, V.; Lucena, C. J. "Engineering Multi-Agent Systems with Patterns and Aspects". Accepted to appear in Journal of the Brazilian Computer Society, SBC, Special Issue on Software Engineering and Databases, 2002.Garcia, A; Lucena, C. J. Proceedings of the 1st International Workshop on Software Engineering for Large-Scale Multi-Agent Systems (SELMAS 2002) at ICSE 2002, Orlando, USA, May 2002 (to appear LNCS)Mesquita, C.; Barbosa, S.; Lucena, C. J. "Towards the Identification of Concerns in Personalization Mechanisms via Scenarios". Workshop on Early Aspects at AOSD'2002, The Netherlands, April, 2002.


ReferênciasGarcia A., Chavez, C., Silva O., Silva V. & Lucena, C. "Promoting Advanced Separation of Concerns in Intra-Agent and Inter-Agent Software Engineering". Workshop on Advanced Separation of Concerns in Object-oriented Systems (ASoC) at OOPSLA'2001, Tampa Bay, Florida, USA, October 14, 2001.

Chavez, C. & Lucena, C. "Design-level Support for Aspect-oriented Software Development". Workshop on Advanced Separation of Concerns in Object-oriented Systems (ASoC) at OOPSLA'2001, Tampa Bay, Florida, USA, October 14, 2001.

Silva, O; Garcia, A; Lucena, C.J. "T-Rex: A Reflective Tuple Space Environment for Dependable Mobile Agent Systems". III WCSF at IEEE MWCN 2001, Recife, Brazil, August 2001 Garcia, A.; Torres, V.; Lucena, C.; Milidiú, R. "An Aspect-Based Approach for Developing Multi-Agent Object-Oriented Systems". Brazilian Symposium on Software Engineering (SBES), Rio de Janeiro, Brazil, October 2001.Silva, O.; Garcia, A; Lucena, C. J. "A Unified Software Architecture for System-Level Dependability in Multi-Agent Object-Oriented Systems", 7th ECOOP Workshop on Mobile Objetcts Systems, June 2001Garcia, A.; Lucena, C. J. "An Aspect-Based Object-Oriented Model for Multi-Agent Systems". Advanced Separation of Concerns Workshop at ICSE'2001, May 2001.

Documents

A Convergência entre a Web dos Usuários Humanos e a Web dos Agentes de Software: a Engenharia e os Impactos dos Sistemas Multi-Agentes Carlos J. P. de