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
Sicherheitsagenten
Ereignisüberwachungsagenten
Info-Fähigkeiten
Protokolle/
Kontrolle
Informationsagenten
Agentenbasierte Berechnung ist notwendig für
Ergebnisse bei den ISO-Schlüsselthemen. Von der
gewonnenen Funktionalität profitieren alle Programme
Agententestumgebung
Agenten werden auch
für ‘(E-)Business’Anwendungen benötigt
Was ist ein Agent?
• Ein Agent ist ein Softwarebestandteil oder -system, welches:
K
o
m
p
l
e
x
i
t
ä
t
– Eingebettet in - und “bewusst” bzgl. - eine(r) Umgebung ist
– Dynamisch in seinen Verhaltensweisen ist
Autonom
(nicht einzelne E/A-Abbildung)
– Nutzerermöglicht/-gesteuert ist,
Fähig
aber “ermächtigt” ist, für Nutzer zu handeln
– In der Lage ist, sein Verhalten über die Zeit zu verbessern
Ausgabe(t+1)
Dies sind
wünschenswerte
Eigenschaften von
Softwaresystemen
Echtzeitverarbeitung
Abstimmung
und/oder
Anpassung
Nutzer-/Systemziel-Einschätzung
AUTONOME SOFTWARE
Kommunikativ
Adaptiv
Eingabe (t)
Anzahl der Nutzer
Betriebliche Werkzeuge
Beispiel:
Satellitensteuerungssysteme
Spezialmarkt
Beispiel :
Krankenhausrobotersteuerung
Beispiel :
Fernsteuerung
für Spielzeug
•
Auftragsarbeiten
?
Nischenmarkt
Massenmarkt
COTSWerkzeuge
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
Aufgabenspezifische betriebliche
Werkzeuge
Was war das wichtigste Stück Software aller Zeiten?
Die ursprüngliche “Knülleranwendung” - VISICALC (jetzt Excel)
• 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
Gleiche Geschichte für Powerpoint - wichtiges Stück “betrieblicher” Software
Behauptung: Informationsagenten sind eine entscheidende
Schlüsseltechnologie um ähnliche aufgabenspezifische
Werkzeuge für betriebliche Nutzer zu bauen.
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
Entscheider
“Ofenrohre”
• Erstelle Werkzeuge zur
Unterstützung der
Laufzeitkopplung von
Entscheidungs- und
Analysewerkzeugen
mit geeigneten Datenund Schnittstellenressourcen
• Entwicklung ist fokussiert auf (gemeinsame)
InformationsBedürfnisse
Systementwerfer
Analytiker
Informationsagenten
Schnittstellen
Datenbanken
Modelle
Informationsagenten
SPEZIFISCHE
AUFGABEN FÜR
BETRIEBE
AGENTENFÄHIGKEITEN
Produziere und führe ein
Suche
Quell-Info
Vergleiche
Ressourcendaten
Identifiziere
Fähigkeits-Spez.
Update
Eingabe-Spez.
Überwache
Status-Info
Interoperabilitätsgitter
VORHANDENE
ALT- & ENTWICKLUNGSSYSTEME
‘NETWORKING’
AUF DEM
MARKT
HINWEISE &
WARNUNGEN
MESSUNGEN &
SCHNITTSTELLEN
PRODUKTREVISION &
-HERSTELLUNG
EINFÜHRUNGSOPERATIONEN
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-/Fähigkeitsspezifikationen 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 <Title> How do we attack
• begrenzte Menge von ‘tags’
– nicht nützlich für maschinelle Suche
this problem? </title>
Jenseits von HTML: SyntaxHinzufügung
• Derzeitige Sprachen nehmen dies in Angriff,
indem sie syntaktische Datenbehandlungsmöglichkeiten hinzufügen
– XML (eXtensible Markup Language)
• Erweiterbare Schlüsselwortmenge
• Behebt syntaktische Ungleichheiten zwischen
Datenformaten
– DB 1 -> ADDRESS <- DB 2
• Nützlich für gemeinsame
Datennutzung
<!Element TITLE-BLOCK (Title, Subtitle?) >
<!Element TITLE (#pcdata) >
<!Element SUBTITLE (#pcdata) >
<Title-Block>
<title> Beyond HTML </title>
– Nicht viel Suche
<subtitle> adding syntax </subtitle>
</title-block>
Jenseits von XML:AgentenSemantik
• Die DARPA wird mit der Entwicklung einer
Markup Language (DAML) vorangehen
Agent
– 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
<ONTOLOGY ID=”powerpoint-ontology" VERSION="1.0"
DESCRIPTION=”formal model for powerpoint presentations">
<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">
<DEF-CATEGORY NAME=”Title" ISA=”Pres-Feature" >
<DEF-CATEGORY NAME=”Subtitle" ISA=”Pres-Feature" >
<CATEGORY NAME=”pp.presentation”
FOR="http://iwp.darpa.mil/jhendler/agents.html">
<DEF-RELATION NAME=”title-of"
SHORT="was written by">
<DEF-ARG POS=1 TYPE=”presentation">
<DEF-ARG POS=2 TYPE=”presenter" >
<RELATION-VALUE POS1 = “Agents” POS2 = “/jhendler”>
Dies führt zu einer radikal neuen Sicht von Semantik!
benutzt
benutzt
benutzt
benutzt
VORHER
* Monolithisch
* Vollständig
gemeinsam
* Notwendigerweise
konsistent
* Schwierig zu
ändern
benutzt
benutzt
benutzt
benutzt
Dies führt zu einer radikal neuen Sicht von Semantik!
Nachher
Verwurzelt
Möglicherweise
benutzt
Teilweise
gemeinsam
benutzt
Gebaut
durch
benutzt
benutzt
benutzt
Modifikation
benutzt
und
Erweiterung
inkonsistent
benutzt
benutzt
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
DAS WEB!!
VIELE
NUTZER
Mosaic
Werkzeug
Sprache
HTML
Nutzer
CollegeStudenten
Markt
BESSERE
WERKZEUGE
Netscape, IE,
Altavista etc.
Aber nicht unmöglich
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
Besserer
Zugriff zu
Materialien
BriefingErstellungsAgent
IntelinkSuchwerkzeug
DAMLmarkierte
Briefings
Agentenbasierte Berechnungs-Triade
TASK
+
TASK
DAML
CoABS
+
DAML
Agenten-Gitter
Agenten-Gitter
CoABS
CoABS
Übergang
Geplante Technologie-Einsetzungen
TASK
Beta
DAML Beta
CoABS
Beta
Fin.jahr'99 Fin.jahr'00
V2.0
V1.0
V1.0
V2.0
Release
Fin.jahr'01 Fin.jahr'02 Fin.jahr'03 Fin.jahr'04
Zurückzulassendes
Aufgabenspezifische betriebliche Anwendungen
AgentenschaffungsWerkzeugkasten
Taskable Agent Software Kit
Darpa Agent Markup Language
Briefing/Semantisches SuchWerkzeug (Intelink)
CoABS-Gitter
CoABS Revector
VORHANDENE
ALT- & ENTWICKLUNGSSYSTEME
VORHANDENE
ALT- & ENTWICKLUNGSSYSTEME
VORHANDENE
ALT- & ENTWICKLUNGSSYSTEME
VORHANDENE
ALT- & ENTWICKLUNGSSYSTEME
Schlussgedanke
Sind die Informationsleute von MIS und
IT auf die Revolution vorbereitet? Ich
sehe dafür noch keine Anzeichen.
(P. Drucker, Forbes, Aug. 1998)
Die DARPA muss vorangehen!

Was ist ein Agent?