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  • Agenten in simulierten Umgebungen Landminensuche Stefan Fleischer Stephan Kramer Alexander Simons Agenten in simulierten Umgebungen -1-
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  • Gliederung (I) I. Einleitung II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten Agenten in simulierten Umgebungen -2-
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  • Gliederung (II) IV. Architektur 1. Aufbau 2. Der Serveragent 3. Der Simulationsagent 4. Der Feldagent 5. Der rrm-Agent V. Die Simulationsumgebung 1. Einfhrung 2. Roboter 3. Testlufe 4. Fazit Agenten in simulierten Umgebungen -3-
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  • I. Einleitung Agenten in simulierten Umgebungen -4- Zur Notwendigkeit: gehalts immer schwieriger wird. Ein gebndelter Einsatz von Detektoren erscheint somit sinnvoll. Weltweit gibt es in nahezu allen Krisengebieten Landminen, deren Anzahl nur schwer zu schtzen ist, da einfache Minen sehr gnstig zu bauen sind. Es gibt ber 600 bekannte Minentypen, deren Suche mit einem Metalldetektor aufgrund eines stndig sinkenden Metall-
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  • Manuelles Suchen ist relativ langsam und gefhrlich: Auf 1.000 gerumte Minen ereignet sich ein schwerer Unfall. Faktoren wie Minen, Landschaften, Detektoren und sonstige Hindernisse lassen den Einsatz einer Simulationsumgebung, in der Roboter getestet werden knnen, als sinnvoll erscheinen. Agenten scheinen vor diesem Hintergrund also durchaus eine geeignete Wahl zu sein, gemeinsam ein Minenfeld zu durchsuchen. Agenten in simulierten Umgebungen -5- I. Einleitung Zur Notwendigkeit I. Einleitung II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme
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  • Der Manual Robot Agent: I. Einleitung Die Simulationsumgebung I. Einleitung II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme Start! Klasse: ManualRobotAgent Roboter dieser Klasse folgen keinem Algorithmus lassen sich ausschlielich manuell steuern Agenten in simulierten Umgebungen -6-
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  • II. Theoretische Grundlagen II.1 Der Agent einheitliche Definition fehlt Agenten in simulierten Umgebungen -7- Eigenschaften eines Agenten: sucht und sammelt Informationen erledigt komplexe Aufgaben besitzt die Fhigkeit, sein Wissen zu erweitern (Intelligenz)
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  • II.1 Der Agent Charakteristische Eigenschaften von Agenten: Wichtigste Eigenschaft: Agenten in simulierten Umgebungen -8- II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards Situated: (sich in einer Umgebung befinden) Quelle: Klgl: Multiagentensimulation Agent nimmt die Umgebung ber Sensoren wahr und verndert sie ber Effektoren
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  • II.1 Der Agent Agenten in simulierten Umgebungen -9- II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards Ein Agent ist zudem: reaktiv Quelle: Klgl: Multiagentensimulation autonom sozial rational anthropomorph
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  • II.1 Der Agent Agenten in simulierten Umgebungen -10- II. Theoretische Grundlagen Agenten teilen sich ihre Umwelt mit anderen Agenten es entsteht ein Multi-Agenten-System (MAS) II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards
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  • II.2 Multi-Agenten-Systeme Agenten in simulierten Umgebungen -11- II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards Eigenschaften: abhngig von der mehr oder weniger beschrnkten Autonomie der Agenten dezentrale Datenverwaltung Nebenlufigkeit der Ausfhrung Idealfall: keine zentrale Kontrolle Quelle: JenSycWool, 1998 beschrnkte Sicht des einzelnen Agenten auf das Gesamtsystem
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  • II.2 Multi-Agenten-Systeme Agenten in simulierten Umgebungen -12- II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards jeder Agent ist ein Alles-Knner: individuelle Fhigkeiten individuelles Wissen keine globale Systemkontrolle (autonome Agenten) Koordination des Wissens der einzelnen Agenten durch Interaktion der Agenten mit ihrer Umwelt Hier:
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  • II.2 Multi-Agenten-Systeme Agenten in simulierten Umgebungen -13- II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards Zur sinnvollen Interaktion bedarf es: einer gemeinsamen Agentensprache Eine Organisation, die sich mit Standardisierungen in Bezug auf Agentensysteme beschftigt, ist die FIPA. eines gemeinsamen Kommunikationsprotokolls eines gemeinsamen Interaktionsprotokolls einer gemeinsamen Weltsicht
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  • II.3 FIPA-Standards Agenten in simulierten Umgebungen -14- II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards FIPA: Foundation of Physical Intelligent Agents 1996 gegrndete Non-Profit-Organisation Interaktion ber Agent-Communication-Language (ACL): - Nachrichtenaustausch ber Low-Level- Protokolle - FIPA-ACL-Nachricht enthlt: Typ, Teilnehmer, Inhaltsbeschreibung, Interaktionskontrollen
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  • II.3 FIPA-Standards Agenten in simulierten Umgebungen -15- II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards Typ: request, answer, Teilnehmer: Sender und Empfnger Inhaltsbeschreibung: umfasst nicht nur den eigent- lichen Inhalt, sondern legt auch die verwendete Sprache, die Kodierung und die Ontologie der Nachricht (gemeinsame Weltsicht der Agenten) fest Interaktionskontrollen: bestimmen das Interaktions- protokoll, sowie die Nachrichtenkennungen
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  • II.3 FIPA-Standards Agenten in simulierten Umgebungen -16- II. Theoretische Grundlagen 1. Der Agent 2. Multi-Agenten-Systeme 3. FIPA-Standards Neben den Spezifikationen zur Agenten- kommunikation gibt es zahlreiche weitere Spezifikationen der FIPA, z.B. zur abstrakten Agentenarchitektur zum Agentenmanagement und zum Nachrichtentransport ber heterogene Netzwerke hinweg Eine MAS-Entwicklungsumgebung, die den FIPA- Spezifikationen entspricht ist JADE.
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  • Agenten in simulierten Umgebungen -17- Jade: Java Agent Development Framework Open Source Projekt der Tilab aus Italien vereinfacht die Entwicklung von MAS u.a. durch eine Reihe grafischer Tools III. Telecom Italia Lab: http://jade.tilab.com JADE folgt den FIPA-Standards
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  • III.1 JADE-Features Agenten in simulierten Umgebungen -18- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten vollstndig in Java implementiert betriebssystembergreifend das Ausfhren der einzelnen Aktivitten der Agenten (in JADE: Behaviours) erfolgt nebenlufig JADE untersttzt die Bildung von Agenten- Domnen
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  • III.1 JADE-Features Agenten in simulierten Umgebungen -19- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten Nachrichten (ACL-Messages) werden uerst effizient innerhalb einer Agentenplattform transportiert JADE stellt fr die Interaktion eine Bibliothek von verschiedenen FIPA-Interaktionsprotokollen bereit JADE ermglicht zudem die Erzeugung autonomer Agenten aus externen Anwendungen heraus
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  • III.2 JADE-Agentenplattform Agenten in simulierten Umgebungen -20- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten Bestandteile: Agent-Management-System (AMS) Directory Facilitator (DF) Agent Communication Channel (ACC) die Agenten selbst
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  • III.2 JADE-Agentenplattform Agenten in simulierten Umgebungen -21- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten ACC
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  • III.3 JADE-Agenten Agenten in simulierten Umgebungen -22- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten Roboter werden als Agenten realisiert ( Robot-Agents ) JADE-Agenten sind Instanzen einer benutzer- definierten Java-Klasse, abgeleitet von der Klasse Agent des Pakets jade.core
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  • III.3 JADE-Agenten Agenten in simulierten Umgebungen -23- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten Zustnde: initiated active waiting suspended transit deleted
  • Folie 24
  • III.3 JADE-Agenten Agenten in simulierten Umgebungen -24- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten Aktivitten (Behaviours): werden gleichzeitig ausgefhrt jede Funktionalitt eines Agenten sollte als Behaviour implementiert sein interner round-robin-Scheduler z.B. done()-Methode
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  • III.3 JADE-Agenten Agenten in simulierten Umgebungen -25- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten jeder Agent hat eine Nachrichtenwarteschlange (Posteingang) Abruf: Nachrichten: Polling blockierend time-out-basiert Mustervergleiche
  • Folie 26
  • III.3 JADE-Agenten Agenten in simulierten Umgebungen -26- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten
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  • III.4 JADE-Nachrichten Agenten in simulierten Umgebungen -27- III. Jade III. JADE 1. JADE-Features 2. JADE-Agentenplattform 3. JADE-Agenten 4. JADE-Nachrichten auf Basis sog. ACLMessages: Nachrichten als Objekte der Klasse Jade.lang.ACLMessage Besonderheit: Mustervergleiche Nachrichtenabfrage kann gezielt nach bestimmtem Sender oder Nachrichtentyp erfolgen

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