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Intégration d'ontologie dans les actes de communication inter-agents

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par Mohamed GOUASMI
Université Ibn Khaldoun de Tiaret - Ingénieur d'état en informatique Option systèmes d'informations avancés 2005
  

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INTRODUCTION GENERALE 1

PARTIE ETAT DE L'ART

I. Introduction 4

II. Problématique 5

II.1 Position du problème 5

II.2 Objectifs de notre travail 6

II.3 Définitions 7

II.3.1 Agent 7

II.3.2 Commerce électronique 7

III. Concept Agent et SMA 9

III.1 Définitions 9

III.2 Architecture d'agent 12

III.3 Une comparaison avec les objets 12

III.4 Classes d'agent : 14

III.5 Les systèmes multi-agents 15

III.5.1. Définition: Système multi-agent (SMA) 15

III.6 Les interactions et les agents 17

III.6.1 La communication 17

III.6.1.1 La communication par l'envoi de messages 18

III.7 Les langages de communication 18

III.7.1 La théorie des actes de langage 19

III.7.2 KQML 20

III.7.3 FIPA ACL 21

III.8 Les SMA : Coopération, Négociation et Coordination 23

III.8.1 La coopération 23

III.8.2 La négociation 24

III.8.3 La coordination 25

IV. Les ontologies 27

IV. 1 Définitions 27

IV.2 Construction d'une ontologie opérationnelle 31

IV.3 Rôle des ontologies dans les agents et les SMA 32

IV.4 Fonctions de l'ontologie et du langage de contenu dans JADE 34

IV.4.2 Le modèle de contenu de référence 37

V. Le formalisme CATN (Coupled Augmented Transition Network) 40

V.1 Définition 40

V.2 Les composants du formalisme CATN 41

V.3 Interactions entre CATN 42

V.4 Exemple de CATN : Offre de service 43

V.5 Un formalisme comparable 44

VI. Conclusion 46

PARTIE REALISATION

I. Introduction 47

II. Spécification des comportements des agents 47

II.1 Description des agents et de leurs types 48

II.1.1 Les agents acheteurs 48

II.1.2 Les agents vendeurs 48

II.2 Spécification des interactions inter-agents par le CATN 49

II.3 Enumération des actes de communication des agents 51

III. Représentation de la plate-forme JADE 53

III.1 Pourquoi la plateforme JADE? 53

III.2 La norme FIPA pour les systèmes multi-agents 53

III.3 L'environnement JADE 55

III.4 L'architecture de la plate-forme multi-agents 56

III.5 Les Actes de communication 58

IV. Définition et description de l'ontologie utilisée 62

IV.1 Définition de l'ontologie 63

IV.2 Développement des classes ontologiques en java 66

IV.3 Choix du langage de contenu 67

IV.4 Enregistrement des langages de contenu et des ontologies 68

IV.5 Création et manipulation des expression du contenu 69

V. Scénario d'exécution 70

VI. CONCLUSION 76

CONCLUSION GENERALE 77

Références bibliographiques 78

Liste des figures

Liste des figures

FIG 01. Différents types d'agents. 11

FIG 02. Architecture minimale d'un agent. 12

FIG 03. La structure d'un message KQML 20

FIG 04. La structure d'un message FIPA ACL 22

FIG 05. Le triangle sémantique 28

FIG 06. L'arbre de Porphyre 30

FIG 07. Construction d'une ontologie opérationnelle 32

FIG 08. Le mécanisme de conversion de contenu de message suivant une ontologie 36

FIG 09. Exemple de graphe CATN 43

FIG 10. Spécification des interactions inter-agents par le Formalisme CATN 49

FIG 11. Enumération des actes de communication des agents 51

FIG 12. Le modèle de référence pour une plate-forme multi-agents FIPA 54

FIG 13. Architecture logicielle de la plate-forme multi-agents JADE 56

FIG 14. Fenêtre principale - coté serveur - 70

FIG 15. Fenêtre principale - coté client - 71

FIG 16. Vendeur1 & Vendeur2 du côté serveur. 72

FIG 17. Vendeur 3 - coté client- 72

FIG 18. Agent acheteur (côté client). 73

FIG 19. Résultat de la recherche & validation de choix. 74

FIG 20. Fin de l'achat. 75

Listes des tableaux

Liste des tableaux

Tab 01. Approche orientée objet (AOO) versus approche orientée agent (AOA) 13

Tab 02. Les actes de communication de FIPA-ACL 61

1

INTRODUCTION GENERALE

Dans le monde de l'informatique, les machines ne sont pas capables de déchiffrer nos intensions et nos pensées, pour cela nous avons recours aux langages de programmations, ces derniers ont vu le jours sous le nom des langages de programmations structurées (Pascal, C,...) qui ont malheureusement comme inconvénients la non modularité, déclarativité, etc. Et pour pallier ces problèmes, d'autres langages sont apparus sous le nom des langages de programmations orientées objets (JAVA, OBJECTPASCAL, C++,...). Mais l'orientée objets atteint ses limites quand il s'agit de représenter des objets avec un état qui définit les notions mentales, comme leurs croyances, leurs décisions et leurs intensions. Pour ces raisons, Yoav Shoham1 a proposé la programmation orientée agents comme un nouveau paradigme de programmation, que l'on peut voir comme une spécialisation de la programmation orientée objets. Dans cette approche, les agents sont les éléments centraux, de la même façon que les objets sont centraux pour les langages orientés objets. En même temps, la programmation orientée agents suppose qu'on va développer des programmes dans lesquels plusieurs agents interagissent, ce qui met l'accent sur la dimension sociale des agents.

Les systèmes multi-agents sont l'un des paradigmes technologiques les plus prometteurs dans le développement de systèmes logiciels distribués, ouverts et intelligents. Nous entendons par systèmes ouverts, les systèmes auxquels peuvent se rattacher d'autres systèmes. La technologie agent commence par être utilisée pour concevoir des solutions facilitant la mise en place de nouveaux concepts notamment économique comme le e-commerce.

Cependant les agents développés répondaient à des besoins bien spécifiques d'une application, entraînant une diversité et une hétérogénéité au niveau des agents développés. Il apparaît donc un besoin naturel : celui de faire communiquer ces agents hétérogènes à travers un langage dit «Langage de communication entre Agents ». Un tel langage commun doit avoir une syntaxe non ambiguë pour que les agents puissent «parser» les informations de la même manière. Il doit y avoir une sémantique bien définie pour que les informations puissent avoir le même sens pour tous les agents.

1 Yoav Shoham : Professeur à Université de Stamford.

Le Knowledge Sharing Effort (KSE) a été initié en 1990 par le DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) du ministère de la Défense Américaine. Son objectif était de développer des techniques, des méthodologies et des outils logiciels pour le partage et la réutilisation des connaissances.

Le premier problème auquel on est confronté dans la construction d'un langage commun à plusieurs agents hétérogènes est la syntaxe. Le second problème concerne la sémantique. Le troisième l'ontologie :il s'agit de garantir que les concepts et les entités véhiculés au travers des applications ont la même signification, même si différentes applications utilisent des noms différents les référant.

Le dernier problème concerne la communication effective entre agents:

La communication dans les systèmes distribués se fait souvent par l'appel de procédures de bas niveaux. Cependant, ce n'est pas une communication de bits à bits mais les agents doivent être capables de communiquer des attitudes complexes à partir des informations et des connaissances qu'ils possèdent. Un agent pourra questionner d'autres agents, les informer, leur soumettre des requêtes pour accomplir une tâche ou encore trouver des agents qui peuvent l'assister dans sa tâche, etc.

Les techniques d'agents intelligents consistent à former une société d'entités logicielles capables de communiquer et autonomes face à des situations dont le système ne possède pas encore une solution adéquate. La communication entre agents se fait par envoie de message contenant plusieurs informations:

3

Nous avons jugé utile de diviser notre mémoire en deux parties.

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9Impact, le film from Onalukusu Luambo on Vimeo.