Open, Reusable and Configurable Multi Agent Systems: A Knowledge Modelling Approach

Abstract

Aunque los Sistemas Multiagente se suponen abiertos, la mayor parte de la investigación realizada se ha centrado en sistemas cerrados, diseñados por un sólo equipo de desarrollo, sobre un entorno homogéneo, y un único dominio.<br/>Esta tesis pretende avanzar hacia la consecución de Sistemas Multiagente abiertos. Nuestros esfuerzos se han centrado en desarrollar un marco de trabajo para Sistemas Multiagente que permita maximizar la reutilización de agentes en diferentes dominios, y soporte la formación de equipos bajo demanda, satisfaciendo los requerimientos de cada problema particular.<br/>Por un lado, este trabajo investiga el uso de Métodos de Solución de Problemas para describir las capacidades de los agentes con el objetivo de mejorar su reutilización. Hemos tenido que adaptar el modelo para trabajar con aspectos específicos de los agentes, como el lenguaje de comunicación y los protocolos de interacción.<br/>Por otro lado, esta tesis propone un nuevo modelo para el Proceso de Solución de Problemas Cooperativo, el cual introduce una fase de configuración previa a la formación de un equipo. El proceso de configuración se encarga de obtener un diseño de equipo, expresado en términos de las tareas a resolver, las capacidades a utilizar, y el conocimiento del dominio disponible.<br/>El marco de trabajo desarrollado ha sido puesto a prueba mediante la implementación de una infraestructura para agentes. Esta infraestructura proporciona un nivel de mediación social para los proveedores y clientes del sistema de resolución de problemas, sin imponer una arquitectura particular para los agentes participantes, ni un modelo mental o lógico para explicar la cooperación.<br/>Las contribuciones de este trabajo adoptan la forma de un marco de trabajo multi-capa, desde los conceptos más abstractos a los más concretos, para terminar con la implementación de una aplicación particular basada en agentes de información cooperativos.

Although Multi Agent Systems are supposed to be open systems, most of the initial research has focused on closed systems, which are designed by one developer team for one homogeneous environment, and one single domain.<br/>This thesis aims to advance some steps towards the realization of the open Multi Agent Systems vision. Our work has been materialized into a framework for developing Multi Agent Systems that maximize the reuse of agent capabilities across multiple application domains, and support the automatic, on-demand configuration of agent teams according to stated problem requirements.<br/>On the one hand, this work explores the feasibility of the Problem Solving Methods approach to describe agent capabilities in a way that maximizes their reuse. However, since Problem Solving Methods are not designed for agents, we have had to adapt them to deal with agent specific concepts concerning the agent communication languages and interaction protocols.<br/>One the other hand, this thesis proposes a new model of the Cooperative Problem Solving process that introduces a Knowledge Configuration stage previous to the Team Formation stage. The Knowledge Configuration process performs a bottom-up design of a team in term of the tasks to be solved, the capabilities required, and the domain knowledge available.<br/>The statements made herein are endorsed by the implementation of an agent infrastructure that has been tested in practice. This infrastructure has been developed according to the electronic institutions formalism to specifying open agent societies. This infrastructure provides a social mediation layer for both requesters and providers of capabilities, without imposing neither an agent architecture, nor an attitudinal theory of cooperation.<br/>The contributions of our work are presented as a multilayered framework, going from the more abstract aspects, to the more concrete, implementation dependent aspects, concluding with the implementation of the agent infrastructure and a particular application example for cooperative information agents.