Um Ambiente MDA de Desenvolvimento de Sistemas Multi-agentes

RoteiroIntroducao

Conceitos BasicosA Metodologia Proposta

ExemplosTrabalhos Relacionados

Conclusao

Um ambiente MDA de desenvolvimento desistemas multi-agentes

Carlos Eduardo PantojaRicardo Choren Noya (Orientador)

Secao de Engenharia de Sistemas / SE 8

9 de Novembro de 2012

Pantoja e Choren (SE8) Ambiente de Desenvolvimento MDA para SMA 11/2012 1 / 51

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Conclusao

Roteiro

1 IntroducaoIntroducaoDescricao do Problema Proposto

2 Conceitos BasicosMDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes

3 A Metodologia PropostaMetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T

4 ExemplosFerramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners

5 Trabalhos Relacionados

6 ConclusaoTrabalhos Futuros


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Conclusao

IntroducaoDescricao do Problema Proposto

Agentes

Agentes sao componentes autonomos e cognitivos, situadosem um ambiente e nao sao receptores passivos de acoes deoutras entidades, pois possuem uma biblioteca de planos comacoes em resposta aos estımulos percebidos[Wooldridge, 2000].


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Conclusao


Sistemas Multi-Agentes

Os SMA consistem em um grupo de agentes de softwaresinteragindo uns com os outros atraves de trocas de mensagensem uma mesma rede de computadores [Wooldridge, 2000].


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Conclusao


Estado da Arte

Atualmente existem diversas ferramentas de desenvolvimentoorientado a agentes que geram codificacao automatica de umalinguagem de modelagem ou meta-modelo especıfico diretopara determinada linguagem de programacao a agentes[Nunes et al., 2011].

Prometheus - JACK [Sun et al., 2010].Ingenias - JADE [Gomez-Sanz et al., 2008].PASSI - JACK [Cossentino and Potts, 2002]


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Conclusao


Problema e Objetivos do Trabalho

Vınculo entre a linguagem de modelagem e a linguagem deprogramacao.

Nao permitem a agregacao de outras metodologias

Atraves da utilizacao da tecnologia MDA [Mellor, 2004], criar umambiente onde sera gerado codificacao semi-automatica, utilizandoum cartucho para a linguagem de programacao Jason[Bordini et al., 2007] e Moise+ [Hubner et al., 2002], baseado nometa-modelo FAML [Beydoun et al., 2009] e JaCaMo[Boissier et al., 2011] para desenvolvimento de sistemasmulti-agentes.


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Conclusao


Visao Geral.


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Conclusao

MDAFAMLJASON/Moise+/JaCaMoRepresentacao de Transformacoes

MDA (Model-Driven Architecture [OMG, 2003])

CIM (Computation Independent Model)

PIM (Platform Independent Model)

PSM (Platform Specific Model)


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Conclusao


FAML [Beydoun et al., 2009].

O FAML (FAME Agent-oriented Modeling Language) e ummeta-modelo que combina diversos meta-modelos e linguagensde modelagem orientados a agentes dentro do mesmo domınioda engenharia de software para desenvolvimento de sistemasmulti-agentesO nıvel interno, composto pelo Agente e pelas definicoes doAgente.O nıvel externo, composto pelo Sistema e pelo Ambiente.


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Conclusao


JASON

Jason e um framework baseado em AgentSpeak e Java paradesenvolvimento de SMA[Bordini et al., 2007].Utiliza a arquitetura BDIE gratuito


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Conclusao


Moise+

O modelo Moise+ e um modelo organizacional responsavelpela especificacao de organizacoes em SMA

Dividido em especificacao estrutural, funcional e deontica


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Conclusao


JaCaMo

E uma plataforma para desenvolvimento de SMA que utiliza oMoise+ para dimensao do modelo organizacional do agente,onde os agentes sao programados em JASON e os artefatosdo ambiente e construıdo utilizando o CArtAgO.


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Conclusao


Meta-modelo JaCaMo


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Conclusao


Representacao de Transformacoes

Model-To-Model (QVT) [OMG, 2011]

Linguagem de transformacao entre modelos;Mantem a origem, o destino e o traco entre os modelos;Padronizada pela OMG.

Model-To-Text (M2T) [OMG, 2008]

Linguagem de geracao de artefatos de texto;Mantem a rastreabilidade dos conceitos;Padronizada pela OMG.

OCL [OMG, 2012]

Linguagem para validacao de modelos;Restricao de modelos para garantir consistencia de dados;Padronizada pela OMG.


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Conclusao

MetodologiaMeta-modelo FAMLMeta-modelo JaCaMoTransformacoes Model-To-Model - QVTTransformacoes Model-To-Text - M2T

Metodologia Proposta [Pantoja and Choren, 2012]


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Conclusao



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Conclusao


Lista de Transformacoes

Pim To Psm

Faml To Geaplam

System To System

SystemGoal To GoalRole To RoleOrganization To GroupTask To Mission

Environment To Environment

Facet To Percept


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Conclusao


Lista de Transformacoes

Agent To Agent

MentalState To BeliefMentalState To GoalPlan To PlanAction To ActionAction To InternalActionAction To ExternalAction


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Conclusao


Lista de Templates

Jason To Code

System To Mas2j

Environment To Class

Percept To Attribute

Agent To Asl

Belief To JasonGoal To JasonPlan To JasonAction To JasonInternalAction To Jason

Organization To Xml


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Conclusao


Lista de Templates

Functional To Xml

Scheme To XmlSchemePlan To XmMission To XmlGoal To Xml

Normative To Xml

Norm To Xml

Strucutural To Xml

Role To XmlGroup To XmlGroupRole To XmlLink To Xml


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Conclusao

Ferramenta para o DesenvolvimentoSistema Domestic Robot - DemonstracaoSistema Gold Miners

Ferramentas Utilizadas

Plataforma Eclipse

EMF [Steinberg et al., 2008]

M2M [Foundation, 2012]

Acceleo [Obeo, 2012]


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Conclusao


Descricao do Sistema


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Conclusao


Modelagem em Prometheus


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Conclusao


DEMONSTRACAO


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Conclusao


Descricao do Sistema


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Conclusao


Especificacao do SMA


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Conclusao




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Conclusao


Design Independente de Plataforma


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Conclusao


Instancia do Modelo em FAML


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Conclusao


Transformacao entre o PIM e o PSM


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Conclusao


Transformacoes M2M


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Conclusao


Instancia do Modelo em JaCaMo


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Conclusao


Transformacao entre o PSM e o codigo


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Conclusao


Codigo em JASON


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Conclusao

Trabalhos Relacionados

INGENIAS Development Kit

Utiliza a metodologia INGENIAS partindo da utilizacao daUMLUtiliza templates para gerar a codificacao para JADENao utiliza um meta-modelo como plataforma


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Conclusao


Prometheus Development Toolkit

Utiliza a metodologia PrometheusUtiliza o Java Emitter Templates para gerar codificacao paraJACKPermite a integracao com outras linguagens de modelagensUtiliza o meta-modelo PEMM


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Conclusao


PASSI Toolkit

Nao utiliza o MDANao utiliza um meta-modelo orientado a agentesGera codificacao para JACK


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Conclusao

Comparativo

Tabela: Comparacao entre os trabalhos relacionados

Conceito IDK PDT PASSI Metodologia Proposta

Permite codificacoes em outras linguagens NAO NAO NAO SIM

Utilizacao de templates SIM NAO NAO SIM

Linguagens de Modelagens diferentes NAO SIM NAO SIM

Ambiente Grafico SIM SIM SIM NAO

Abordagem MDA NAO SIM NAO SIM


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Conclusao

Trabalhos Futuros

Conclusao

Neste trabalho foi apresentado uma metodologia MDA dedesenvolvimento de SMA que gera codificacao semi-automaticaJASON a partir da utilizacao de meta-modelos em diferentes nıveisde abstracao. A Metodologia permite:

evita o atrelamento entre a linguagem de modelagem e alinguagem de programacao;

permite adicao de novas funcionalidades;

garante a rastreabilidade entre os conceitos de modelagem ecodificacao;

extensao para geracao de codigo para o modelo UAVAS.


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Conclusao

Trabalhos Futuros

Contribuicoes

Criacao de uma metodologia MDA de desenvolvimento SMAutilizando:

o FAML como PIM;

o JaCaMo como PSM;

o QVT como linguagem de transformacoes entre modelos;

o M2T como linguagem para geracao de codigoJASON/Moise+;

a OCL como linguagem de restricao de modelos.


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Conclusao

Trabalhos Futuros

Contribuicoes

Criacao de uma ferramenta para desenvolvimento SMA queconsiste em um conjunto de plug-ins para o Eclipse onde:

o FAML, o JaCaMo e as restricoes OCL foram implementadosutilizando o ECORE;

as transformacoes QVT foram implementadas utilizando oM2M;

as transformacoes M2T foram implementadas utilizando oAcceleo;


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Conclusao

Trabalhos Futuros

Contribuicoes

Uma extensao da metodologia proposta para a geracao de codigosemi-automatica para o modelo UAVAS onde:

foram realizadas alteracoes na codificacao das trocas demensagens entre os agentes para gerar a acao de mensagemrequest, inform, ack e ask;


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Conclusao

Trabalhos Futuros

Trabalhos Futuros

Desenvolvimento de um ambiente grafico para modelagem deSMA utilizando uma das linguagens

Integracao do PEMM (Prometheus Ecore Meta-model) aoambiente atraves de transformacoes M2M

Desenvolvimento de outros cartuchos de codificacaosemi-automatica para outras linguagens (e.g. JACK, JADE eJADEX)

Implementar extensoes para geracao dos metodos de acoesexternas nas classes de ambiente


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Trabalhos Futuros

Um ambiente MDA de desenvolvimento desistemas multi-agentes

Carlos Eduardo PantojaRicardo Choren Noya (Orientador)

Secao de Engenharia de Sistemas / SE 8

9 de Novembro de 2012


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Conclusao

Trabalhos Futuros

Bibliografia I

Beydoun, G., Low, G., Henderson-Sellers, B., Mouratidis, H., Gomez-Sanz, J. J., Pavon, J., and

Gonzalez-Perez, C. (2009).FAML: a generic metamodel for MAS development.IEEE Trans. Softw. Eng., 35(6):841–863.

Boissier, O., Bordini, R. H., Hubner, J. F., Ricci, A., and Santi, A. (2011).

Multi-agent oriented programming with jacamo.Science of Computer Programming, (0):–.

Bordini, R. H., Hubner, J. F., and Wooldridge, W. (2007).

Programming Multi-Agent Systems in AgentSpeak using Jason.Jonh Wiley and Sons, London.

Cossentino, M. and Potts, C. (2002).

A CASE tool supported methodology for the design of multi-agent systems.

Foundation, T. E. (2012).

Eclipse modeling - EMF.http://www.eclipse.org/modeling/emf/.


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Trabalhos Futuros

Bibliografia II

Gomez-Sanz, J. J., Fuentes, R., Pavon, J., and Garcıa-Magarino, I. (2008).

Ingenias development kit: a visual multi-agent system development environment.In Proceedings of the 7th international joint conference on Autonomous agents and multiagent systems:demo papers, AAMAS ’08, pages 1675–1676, Richland, SC. International Foundation for AutonomousAgents and Multiagent Systems.

Hubner, J. F., Sichman, J. S. a., and Boissier, O. (2002).

A model for the structural, functional, and deontic specification of organizations in multiagent systems.In Proceedings of the 16th Brazilian Symposium on Artificial Intelligence: Advances in Artificial Intelligence,SBIA ’02, page 118–128, London, UK, UK. Springer-Verlag.

Mellor, S. (2004).

Mda Distilled: Principles of Model-Driven Architecture.Addison-Wesley Object Technology Series. Addison-Wesley.

Nunes, I., Cirilo, E., de Lucena, C., Sudeikat, J., Hahn, C., and Gomez-Sanz, J. (2011).

A survey on the implementation of agent oriented specifications.In Gleizes, M.-P. and Gomez-Sanz, J., editors, Agent-Oriented Software Engineering X, volume 6038 ofLecture Notes in Computer Science, page 169–179. Springer Berlin / Heidelberg.

Obeo (2012).

Acceleo: MDA generator - home.http://www.acceleo.org/.


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Trabalhos Futuros

Bibliografia III

OMG (2003).

MDA guide version, v 1.0.1.

OMG (2008).

MOF model to text transformation language, v 1.0.

OMG (2011).

Meta object facility (MOF) Query/View/Transfomation specification.

OMG (2012).

OCL object constraint language.http://www.omg.org/spec/OCL/2.3.1/.

Pantoja, C. E. and Choren, R. (2012).

A mda approach for agent-oriented development using faml.In ICEIS 2012 - Proceedings of the 14th International Conference on Enterprise Information Systems,Volume 2, Wroclaw, Poland, 28 June - 1 July, 2012, pages 415–420. SciTePress.

Steinberg, D., Budinsky, F., Merks, E., and Paternostro, M. (2008).

Emf: Eclipse Modeling Framework.Pearson Education.


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Trabalhos Futuros

Bibliografia IV

Sun, H., Thangarajah, J., and Padgham, L. (2010).

Eclipse-based prometheus design tool.In Proceedings of the 9th International Conference on Autonomous Agents and Multiagent Systems:volume 1 - Volume 1, AAMAS ’10, pages 1769–1770, Richland, SC. International Foundation forAutonomous Agents and Multiagent Systems.

Wooldridge, M. (2000).

Reasoning about rational agents.Intelligent robotics and autonomous agents. MIT Press.


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