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VL+UE Agententechnologien in der Praxis

Modul: Agententechnologien: Grundlagen und Anwendungen (BINF-SWT-AOT.S10)
Semester: Sommersemester 2010
Art: VL + UE (4 SWS / 6 LP)
LV-Nr.: 0435 L 701
Veranstalter: Sahin Albayrak, Stefan Fricke,  Holger Endert
Ort und Zeit: VL: Mo 12 - 14 im MA042, UE Mi 12-14 im A053; Beginn: 19.04.2010

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Diese Veranstaltung wird online mit ISIS durchgeführt Bitte melden Sie sich dort an!

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Ihre ISIS-Anmeldung ist zunächst unverbindlich: Als Bachelor-Studierende/r benötigen Sie eine schriftliche Anmeldung zum Modul, welche Sie beim Prüfungsamt bekommen.
Infos zur Anmeldung, zum Einloggen finden sich hier.

Beschreibung

Software-Agenten stellen eine Schlüsseltechnologie zur Realisierung verteilter, flexibler intelligenter Systeme dar. Agenten sind ein eigenständiges Softwareparadigma: Sie kommunizieren untereinander, um ihre eigenen Ziele zu erreichen oder eine große Aufgabe gemeinsam zu lösen. Typische Einsatzgebiete von Agenten sind das Semantic Web, Electronic Business, Weltraummissionen, Spiele, Produktion und viele mehr.

Agententechnologien stellen eine Vielzahl an Methoden bereit, um die Komplexität von Softwaresystemen beherrschbar zu machen: Koordination, Verteilung, Autonomie, zielgerichtetes Verhalten, Softwareentwicklungsmethodologien. Durch Agenten entstehen robuste, skalierbare und wiederverwendbare Systeme.

Durch die Verwendung standardisierter Protokolle können Agenten Preise aushandeln und Aufgaben verteilen. Es entstehen dynamische Systeme mit hoher Flexibilität und Ausfallsicherheit. Dabei arbeitet der einzelne Agent zielorientiert, kann auch mit unvollständigen Informationen umgehen und sich in Konkurrenzsituationen vernünftig verhalten.

Inhalt der integrierten Lehrveranstaltung Agentenorientierte Techniken sind die grundlegenden Konzepte der Agententechnologie. Diese LV ist die Basis für die weiterführenden Lehrangebote des Fachgebiets AOT.

Ziel der integrierten Veranstaltung Agentenorientierte Techniken ist es, diejenigen grundlegenden Konzepte zu vermitteln, die zur Entwicklung verteilter Agentensysteme notwendig sind. Dazu gehören Agentenorientiertes Software-Engineering, Agentenarchitekturen, Wissensverarbeitung, Ontologien, Sprechakte und Interaktionsprotokolle.

Um die geeigneten Verfahren einsetzen zu können, müssen die Begriffe, Theorien, Chancen und Probleme der Agententechnologien vermittelt werden. Dafür bedienen sich die AOT einer Vielzahl von Anwendungsfeldern und Disziplinen. Themenschwerpunkte hierbei stellen Interaktivität, Wiederverwendbarkeit, Verfahren zur Koordination und Kooperation, Entscheidungsfindung und Software-Engineering dar.

Anhand praktischer Beispiele wird im Ãœbungsteil der Lehrveranstaltung die Verwendung von Agentenprogrammiersprachen und -frameworks erlernt.

Das Forschungsgebiet AOT

Fachlandkarte AOT

Die Fachlandkarte zeigt die Themenbereiche und Forschungsfelder der Agentenorientierten Techniken auf, die in der Vorlesung behandelt werden. Auf der linken Seite der Fachlandkarte befinden sich die Themen, die sich schwerpunktmäßig mit einzelnen Agenten befassen. Rechts stehen die Bereiche, die sich mit Mehragentensystemen beschäftigen. Die mit einer Lupe gekennzeichneten Themen beinhalten Theorie, die übrigen praktisch orientierte Methoden.

Das Thema Agentenorientiertes Software Engineering wird in der Vorlesung nur am Rande behandelt; mobile Agenten sind kein Thema - sie spielen in der Praxis keine Rolle.

Lernziele

Theorie:

Die Studierenden sollen die wichtigsten theoretischen Grundlagen der Agententechnologien, welche aus vielen verschiedenen Forschungsgebieten stammen, kennen. Im Gegensatz zum Agententechnologien-Mastermodul spielt die Theorie aber nur eine kleine Rolle.

Praxis:

Der Schwerpunkt des Moduls liegt in der Fähigkeit zur Realisierung autonomer verteilter Systeme mittels Verfahren der Agententechnologien. Eine Einführung in die am Fachgebiet AOT entwickelte Agentenplattform JIAC bringt den Studierenden beispielhaft die Möglichkeiten der Werkzeugunterstützung für die Agentenentwicklung nahe.

Transfer:

Am Ende der Veranstaltung können die Studierenden potenzielle Anwendungsfelder für die Agententechnologien identifizieren und kennen die Grenzen dieser Technologien.

Veranstaltungskalender

Termin Thema Inhalte und Lernziele
19.04. Organisatorisches und Einführung Überblick über das Thema AOT, inhaltliche Gliederung der Vorlesung, Einflussgebiete der AOT und Abgrenzung. Wichtige Begriffe: Agent, Agentensystem, Umgebung. Typische Agentenanwendungen und ihre Herausforderungen.
26.04. Agentenarchitekturen Reaktive Agenten und Subsumption-Architektur, Rationalität, ziel- und nutzenbasierte Architekturen, Schichtenarchitekturen. Soziale Insekten als Vorbild für reaktive Multiagentensysteme.
03.05. Practical Reasoning mittels Belief, Desire, Intention Beliefs, Desires und Intentions. Theorie und Praxis mentaler Zustände in Agenten. BDI-Architektur. Commitment und Intention reconsideration.
10.05. Multiagentensysteme: Einführung Anwendungen Supply Chain Management und Fertigungssteuerung. Aspekte der Verteiltheit. Koordination in verteilten Systemen. Kooperative versus selbst-interessierte versus konkurrierende Agenten.
17.05. Grundlagen der Agentenkommunikation Theorie und Praxis von sprechaktbasierter Kommunikation. Standardisierungsgremium FIPA, FIPA Agent Communication Language. Interaktionsprotokolle für einfache Dialoge. Ontologien als Grundlage für Kommunikation, Wissensverarbeitung und Interoperabilität.
24.05.   Pfingsten
31.05. CDPS 1: Brokering Cooperative Distributed Problem Solving, Task Sharing. Principal Agent Theorie. Brokering-Protokolle und ihre Anwendungen.
07.06. CDPS 2: Contracting Contract Net Protocol und seine Erweiterungen und Anwendungsfälle.
14.06. CDPS 3: Result Sharing Interaktionsprotokolle, Blackboard, Tuple Spaces. Anwendungen in Sensornetzwerken, Logistik und Fertigungssteuerung. Vor- und Nachteile von Result Sharing im Vergleich zum Task Sharing.
21.06. Auktionen Mechanismen zur Ermittlung von Marktpreisen. Theorie und Praxis verschiedener Auktionsformen. Effizienz, Fairness, Kollusionen (Kartelle). Trading Agent Competition.
28.06. Agent-oriented Software Engineering Herausforderungen, Pitfalls, Methodologien im Vergleich.
05.07. Agentenframeworks BDI-Frameworks in der Praxis.
12.07. Agents in Touch Forschungsprojekte am DAI-Labor, Präsentation einer Smart Home-Umgebung. Organisatorisches zu den Rücksprachen.

Prüfungsmodalitäten, Anforderungen

Die Note setzt sich aus 3 prüfungsäquivalenten Studienleistungen zusammen:

  • 60% – Ãœbungsleistungen: Mittelwert aus den gewichteten Einzelnoten der Ãœbungsblätter
  • 40% – Mündliche Rücksprache am Ende des Moduls zu den Themen der Vorlesung

Literatur

Das Vorlesungsskript, kommentierte Folien, Aufgabenblätter und alles weitere Material finden Sie im auf der ISIS-Kursseite zur Lehrveranstaltung.

Lehrbücher:

  • M. Wooldridge: An Introduction to Multiagent Systems. John Wiley & Sons, ISBN 0 47149691X, 2002. www.csc.liv.ac.uk/~mjw/pubs/imas/.
  • G. Weiss (ed): Multiagent Systems - A Modern Approach to Distributed Artificial Intelligence. MIT Press, 1999.

Skripte im Netz:

Papers im Netz:

Journals:

Links:

Informationen zum Modul

  • Dieses Modul kann sowohl von Studenten im Diplom als auch in den Bachelorstudiengängen Informatik und Technische Informatik belegt werden.
  • Im Masterstudiengang kann diese Veranstaltung nicht belegt werden!
  • Weitere Informationen zum Modul (BINF-SWT-AOT.S10)

Ansprechpartner

Dipl. Inform. Holger Endert

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