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)