La Communication entre agents

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La Communication entre agents

• Cours Agents et Multiagents

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Plan de la présentation

• Principes et intérêts de la communication entre
  agents
• Quelques langages de communication
• KQML
• FIPA-ACL
• Language de représentation KIF
• Application de la communication

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Introduction

• Objet détude exploré par différentes disciplines
  
• la psychologie
• La linguistique
• Les sciences cognitives
• Linformatique et notamment les SMA
• Etc.
• Basée sur la théorie des actes du langage et plus
  récemment sur les dialogues

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La communication pourquoi ?

• Les agents fonctionnent plus efficacement en
  groupe et peuvent réaliser ce quun agent ne
  pourrait faire seul.
• Pour collaborer, négocier et se coordonner, les
  agents ont besoin dinteragir. La communication
  est une forme dinteraction.
• Les agents ont besoin de partager leurs
  croyances, leurs désirs et leurs intentions.

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Modes de communication

• Absence de communication
• ? Comportement chaotique du système
• ? Coût de calcul énorme pour déduire les
  intentions des agents
• Communication via lenvironnement
• les agents communiquent par signaux
• ? Coordination limitée
• ? Limitation de la complexité des actions
  réalisables
• Communication par passage de plans

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Théorie des actes du langage

• Enoncé
• Les actes du langage
• Les composantes des actes du langage

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Énoncé

• Les actions verbales sont appelées actes du
  langage, ce sont les briques de base du LN
• Ces actes sont vues comme des actions
• ? ex je vous déclare mari et femme

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Les actes du langage (1)

• Les assertifs servent à donner une information
  sur le monde en affirmant quelque chose
  (information, témoignage)
• Les directifs sont utilisés pour donner des
  directives au destinataire (demande, question,
  ordre )
• Les promissifs engagent les locuteurs à accomplir
  certains actes (promesse, vux, menace )

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Les actes du langage (2)

• Les expressifs servent à donner au destinataire
  des indications concernant létat mental du
  locuteur (excuse , félicitation, remerciement)
• Les déclaratifs accomplissent un acte par le fait
  même de prononcer lénoncé (définition,
  condamnation )

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Les composantes des actes du langage

• Locutoire production dune phrase à laide
  dune grammaire et dun lexique donnés.
• Illocutoire effet que lémetteur du message
  veut produire sur le destinataire
• Perlocutoire effet du message sur le
  destinataire

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Composantes des actes du langage exemple

• Jean dit à Pierre jai froid !
• ?Composante locutoire
• Jean produit cette phrase
• ?Composante illocutoire
• Jean considère ce message comme une demande ou
  comme un ordre de fermer la fenêtre
• ?Composante perlocutoire
• Pierre ferme la fenêtre ou ne fait rien

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Langage sémantique

• Expression dun état mental de lémetteur par le
  biais du message
• Reconnaissance par lauditeur de cet état mental
• Il définit les 3 attitudes mentales de lagent
  (Belief, Desire, Intention) suivant lacte
  utilisé
• Affirmation expression de la croyance de
  lémetteur
• Demande expression du désir (lémetteur veut
  que le récepteur fasse une action)
• Promesse expression de lintention de
  lémetteur dexécuter une action

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Interprétation

• Un acte peut être interprété différemment selon
  les agents et leurs contexte dexécution
• ?Pour se comprendre, 2 agents doivent utiliser
  le même système dinterprétation des messages

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Interprétation exemple
Agent B
Agent A
Demande as tu lintention de participer a
lenchère ?
Réponse Jai lintention de participer à
lenchère
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La communication comment ?

• Utiliser un langage de haut niveau compréhensible
  par tous les agents dun système
• Les agents utilisent des langages de
  communication les ACL (Agent Communication
  Languages).

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La communication comment ?
But
Agent A
Agent B
Intention
Message
Conversion Pour le transport
Conversion Pour lagent
Service de Transport des messages
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Les langages de communication inter-agents

• Tout langage multiagents est représenté par une
  structure de donnée comprenant les champs
• Émetteur
• Récepteur
• Langage utilisé
• Lontologie
• Contenu du message

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Explication de lontologie

• Utilisé pour identifier la source du vocabulaire
• Moyen pour le receveur dinterpréter le contenu
  du message

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Les langages

• KQML
• Syntaxe
• Performatives
• limites
• FIPA-ACL
• Les actes de langage ACL
• Les protocoles
• Différences entre ACL et KQML
• KIF

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Le KQML

• Knowledge Query and Manipulation language
• Le principe est de séparer la sémantique liée au
  protocole de communication (indépendante du
  domaine de lapplication) de celle liée au
  contenu des messages (dépendante de
  lapplication)
• Historique
• 1993 du consortium DARPA-KSE (knowledge sharing
  effort)
• Conçu pour échanger des informations et des
  connaissances entre agents
• But développer des outils générique pour
  favoriser linteropérabilité des agents
  hétérogènes

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KQML la syntaxe

• (KQML-performative
• language lttextegt
• ontology lttextegt
• sender lttextegt
• receiver lttextegt
• content ltexpressiongt
• )

Niveau message
Niveau communication
Niveau contenu
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Performative

• Enoncé qui constitue simultanément l'acte auquel
  il se réfère (ex. Je vous autorise à partir -gt
  autorisation). Verbe performatif verbe dont
  l'utilisation constitue un acte en soi, se
  confondant avec l'acte d'énonciation, tel que
  juger, promettre, baptiser, bénir. (Les verbes
  performatifs s'opposent aux verbes constatifs.)

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KQML les performatives

• 36 performatifs répartis en 3 catégories
• Les 18 performatives de discours
• (ask-if , ask-all, tell, describe, stream-all )
• Les 11 performatives dinterconnexion
• (register, unregister, broadcast )
• Les 7 performatives dexception
• ( error, sorry, standby )

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Exemple de KQML

• (ask-one
• sender joe
• content (PRICE IBM ?price)
• receiver stock-server
• reply-with ibm-stock
• language LPROLOG
• ontology NYSE-TICKS)

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KQML les performatifs

• Discours servent à échanger des connaissances
  et des informations présentes dans la base de
  connaissance de lagent
• Interconnexion aide à la mise en relation des
  agents entre eux
• Exception servent à changer le déroulement
  normal des échanges

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KQML les limites

• Ambiguïté et imprécision
• Ne prend pas en compte les conversations, en
  particulier il n y a pas de protocols
• Classes de performatives absentes car il ny a
  pas dexpressifs et de déclaratifs.

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KQML les avantages

• Premier  standard  de communication
• Beaucoup dapplications supportent KQML
• Langage extensible
• Création de nouvelles performatives
• Création de nouveaux paramètres
• Création de nouvelles ontologies

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FIPA-ACL

• FIPA Fondation for Intelligent Physical Agents
• Elle a bénéficié des résultats de la recherche
  sur KQML
• Même syntaxe que KQML
• Protocoles explicites pour les échanges de
  messages

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Les actes du langage ACL

• 4 actes primitifs inform, request, confirm,
  disconfirm
• Les actes composés (query-if, inform-if ) sont
  répartis en 5 catégories
• Transmission dinformation
• Demande dinformation
• Négociation
• Accomplir une action
• Gestion dun problème

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Les protocoles ACL

• Chaque acte du langage est associé à un protocole
• ?l'agent émetteur sait sil y doit attendre une
  réponse
• ?l'agent récepteur sait comment réagir
• Exemple
• Pour les requêtes
• Pour les enchères
• Pour le contract-net

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Exemple de protocole ACL
Le FIPA Request protocol
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Différences entre ACL et KQML

• Syntaxe identique sauf pour les primitives (ex
   tell  pour KQML,  inform  pour ACL)
• différence dans les descriptions sémantiques
• Définition des primitives différentes
• pré-conditions et les post-conditions pour KQML
• Faisabilité et effet pour ACL
• Utilise un langage différent pour décrire les
  états mentaux des agents

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Différence entre les primitives KQML et FIPA-ACL
Agent A
Agent B
p Il fait froid 
Tell(A,B,p) en KQML Pre(A) Bel(A,p) et
Know(A,Want(B,Know(B,S))) Pre(B)
Int(B,Know(B,S)) S signifie ici Bel(B,p) ou non
Bel(B,p) Post(A) Know(A,Know(B,Bel(A,p))) Post(B)
Know(B,Bel(A,p)) Completion
Know(B,Bel(A,p)
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Différence entre les primitives KQML et FIPA-ACL
(suite)
Agent A
Agent B
p Il fait froid 

• ltA, inform(B,p)gt
• FP (feasability conditions) A croit que P et ne
  croit pas que B a une quelconque connaissance sur
  la véracité de p.
• RE (rational effects) A a lintention que B
  croit également que p.

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FIPA-ACL ou KQML ?

• 2 langages phares basés sur les actes du langages
• Avance de KQML sur ACL
• ACL est un standard de la FIPA
• Évolution plus lente que KQML
• ACL est plus portable

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KIF

• Knowledge Interchange Format
• Format standard utilisé dans le  content 
• Sert à représenter les connaissances manipulées
  par les agents
• Langage logique pouvant décrire
• Des définitions
• Des procédures ou des fonctions
• Il est à la fois
• Générique (utilisable dans différents domaine)
• Précis (conduit à des interprétations uniformes)

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KIF (suite)

• KIF est le substract de KQML développé aussi par
  la DARPA
• Simple donnée (salary 015-46-3943 widgets 72000)
• Thermes complexes
• (gt ( (width c1) (length c1))
• ( (width c2) (length c2)))
• Opérations logiques
• (gt (and (real ?X) (even ?N))
• (gt (expt ?X ?N) 0))

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KIF (suite)

• KIF peut contenir knowledge about knowledge
• Utilisation des opérateurs backquote () et comma
  (,)
• (Interested joe (salary ,?X ,?Y ,?Z))
• Il peut être utilisé pour décrire des procédures
  et des fonctions
• Il exige une ontologie partagée pour
  linterprétation

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Application FIPA-ACL

• FIPA Personal Travel Assistance Specification
• Application développée par FIPA en 2000
• http//www.fipa.org/specs/fipa00080/XC00080A.html

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Présentation générale (1)

• Grande variété de services concernant la
  préparation et la planification dun voyage sur
  le web
• ? nécessité de concevoir un système facilitant
  laccès et lutilisation de ces services
• ? utilisation de la technologie des agents

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Présentation générale (2)

• Conception dun système appelé
• Personal Travel Assistant (PTA)

cinéma
utilisateurs
PTA
musées
Locations de voiture
trains
utilisateurs
PTA
hôtels
météo
restaurants
informations
vols
utilisateurs
PTA
cartes
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Acteurs
Base de données
ISP Hotels 1
TSA
ISP Vols 1
TBA
Utilisateur
PTA
TSA
ISP Vols 2
TBA
ISP Hotels 2
TSA
Base de données
ISP Voitures 1
Domaine de lutilisateur
Fournisseur de services
Pages jaunes
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Acteurs

• Travel Service Agent (TSA)
• Contacte les agents proposant les services
• Met à jour laccès aux données et livre ces
  données aux agents TBA.
• Travel Broker Agent (TBA)
• Localise et de contacte les agents TSA.
• Récupère, filtre et sélectionne les données
• Personal Travel Assistant (PTA)
• Responsable de suivre les instructions et
  dapprendre les préférences de lutilisateur
• Contacte les agents TSA
•  Secrétaire  de lutilisateur

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Scénario
Base de données
ISP Hotels 1
TSA
ISP Vols 1
TBA
Utilisateur
PTA
TSA
ISP Vols 2
TBA
ISP Hotels 2
TSA
Base de données
ISP Voitures 1
Domaine de lutilisateur
Pages jaunes
Fournisseur de services

• Dialogue entre les utilisateurs réels et les
  agences de voyage
• Lutilisateur demande à sa secrétaire (PTA)
  deffectuer les réservations pour le voyage.
• Agent PTA autonome
• La secrétaire appelle les agences de voyages
  (TBA) et leur fournit la demande et les
  préférences de lutilisateur.
• Lagence de voyages contacte et négocie avec
  plusieurs fournisseurs de services (TSA) et
  maintient le dialogue avec la secrétaire.

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Scénario
Base de données
ISP Hotels 1
TSA
ISP Vols 1
TBA
Utilisateur
PTA
TSA
ISP Vols 2
TBA
ISP Hotels 2
TSA
Base de données
ISP Voitures 1
Domaine de lutilisateur
Pages jaunes
Fournisseur de services

• La secrétaire rapporte ensuite un plan, des
  options et des infos supplémentaires à
  lutilisateur.
• Dialogue en langage naturel entre lagent PTA et
  lutilisateur
• La communication entre les autres agents se fait
  en langage FIPA-ACL.

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Ontologie

• Lontologie utilisée sappelle FIPA PTA
• Ontologies spécifiques pour chaque domaine
• location FIPA-PTA
• paramètres type, address, country, text,
• trip-summary FIPA-PTA
• paramètres origin, via, destination, time,
• travel-time FIPA-PTA
• paramètres type, at, before, after,

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Exemples de messages ACL
48
Exemples de messages ACL
49
Exemples de messages ACL
Utilisateur
PTA
TBA
1 request
2 query-ref
3 inform
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Protocoles dinteraction

• Protocoles dinteraction
• Stratégie de haut niveau pour les communications
  (négotiation, etc.)

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Info Exchange Protocols

• La plupart des communications peuvent être vues
  sous la forme client-serveur
• Maître (Client)
• Esclave (Serveur)
• Peer-to-peer (take turns)

query
A
B
reply
52
Protocoles déchange dinfo

• Client serveur flots controllé

query
A
B
reply
. . .
next
reply
53
Protocoles échange dinfos

• Client serveur - souscription

subscribe
A
B
reply
reply
reply
reply
54
Facilitators

• Lenvironnement peut être enrichi par des
  Facilitators
• Associe des noms symboliques aux adresses
  physiques
• Register databases and services
• Il fournit des services de communication tels que
• forwarding et brokering

55
Facilitateurs
F
A
B
56
Facilitateurs (suite)

• Brokering

F
A
B
57
Facilitateurs (suite)

• Recrutement

F
A
B
58
Facilitateurs

• Recommendation

F
A
B
tell(x)
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Conclusion

• La communication est primordiale pour les agents
• Basée au départ sur les actes du langages et les
  états mentaux des intervenants
• Elle a tendance a sétendre du côté du dialogue,
  des conversations et de la pragmatique