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Agent Agent Group Group Universi Universi tà di tà di Modena e Modena e Reggio Reggio Emilia Emilia AgentGroup Agent and Pervasive Computing Group Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia www.agentgroup.unimo.it

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

AgentGroup

Agent and Pervasive Computing GroupDipartimento di Ingegneria dell’InformazioneUniversità degli Studi di Modena e Reggio Emilia

www.agentgroup.unimo.it

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Group members

Modena– Letizia Leonardi, full professor– Giacomo Cabri, associate professor– Raffaele Quitadamo, PhD student– Francesco De Mola, PhD student– Mariachiara Puviani, PhD student– Luca Ferrari, collaborator

Reggio Emilia– Franco Zambonelli, associate professor– Marco Mamei, research associate– Luca Cernuzzi, collaborator

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Research activities

Background– Distributed systems– Object-oriented programming

Well-established– (Mobile) Software agents– Pervasive computing

Current– Services– Autonomic computing

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Università Università di di

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Software agents

Support and infrastructures Interaction engineering

– Coordination (context-aware) – Roles

Ambient intelligence E-health

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Agent interactions

Agent sociality implies the modelling and implementation of interactions in agent systems

Coordination Role-based agent interaction

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Coordination

Agent sociality implies interactions and synchronization– With other agents– With execution environment

Different models Coupling

– spatial– temporal

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Taxonomy of the coordination models

Spatial

Temporalcoupled

uncoupled

coupled

uncoupled

Direct Blackboard-based

Meeting-oriented Linda-like

Aglets Ambit

MOLE JavaSpaces

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Università Università di di

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Direct coordination

The involved entities communicate directly

Typical of the client-server and peer-to-peer models

Internet

sendTo(Minnie, “I love you”)

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Linda-like coordination

Interactions via a third entity Blackboard + pattern-matching

– information obtained via partial knowledge

Tuple spaces Tuple: ordered set of typed fields Operations: Read, Out, In

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MARS

Mobile Agent Reactive Space 100% pure Java portability Can be associated to different mobile

agent system (Aglets, Java2go, SOMA)

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Università Università di di

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MARS at work

Tuple space

Agent server

Internet

Working...

take((2, null)) (2, “c”)

(2, “c”) (2, “u”) (7, “a”)

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Università Università di di

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Adding reactivity

The tuple space reacts to the agent accesses

The behavior of the tuple space can be customized

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Università Università di di

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Programmable reactivity

The tuple-space reactions can be programmed

More flexibility Separation between algorithmic and e coordination issues

Implementation of policies of– application (agent interactions)– local environment (interactions with the

environment)

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

MARS – reactive model (1)

Reactions realized as meta-tuple Meta-space

– Writing a meta-tupla installing a reaction– Deleting a meta-tupla uninstalling a

reaction

Example of meta-tupla:(TransformTake_Obj, null, “take”, “reader”)

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

MARS – reactive model (2)

Tuple space

Agent server

Meta-Spazio di tuplereaction

take((2, null)) (2, “c”)

(2, “c”)

read((2, null))

(2, “u”) (7, “a”)

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Role-based agent interactions

Role– Stereotype of behavior– Abstraction to model interactions

Already exploited in OOP [Baumer et al., 1997; Fowler, 1997, Steimann 2003]

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

State of the art

analysis design

implementation

Zhu’s approach

Yu and Schmid

TRUCE

TRANS

ROPE

RoleEPKendall’sapproach

GAIA

Fasli’sapproach

BRAIN

AALAADIN

RICA-J

AmI approach

Different approaches analyzed from the development phases’ point of view

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

AgentINteractions

The BRAIN Framework

XML-based notation

Role-based interaction model

BRAIN framework

Interaction infrastructure

(implementation A)

Interaction infrastructure

(implementation B)

B. R. A. IN.BehaviouralRole

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

The BRAIN Framework

XML-based notation

Role-based interaction model

BRAIN framework

Interaction infrastructure

(implementation A)

Interaction infrastructure

(implementation B)

Interaction model based on action-event roles as: set of capabilities expected behaviors

XML-based notation

Role-based interaction model

BRAIN framework

Interaction infrastructure

(implementation A)

Interaction infrastructure

(implementation B)

ActionsActions

EventsEvents

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

XML-based notation

Role-based interaction model

BRAIN framework

Interaction infrastructure

(implementation A)

Interaction infrastructure

(implementation B)

XML-based notation

Role-based interaction model

BRAIN framework

Interaction infrastructure

(implementation A)

Interaction infrastructure

(implementation B)

The BRAIN Framework

XML notation:Understandable by programmers and (someway) by programmersInteroperabilityDifferent views based on XSL

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

XML-based notation

Role-based interaction model

BRAIN framework

Interaction infrastructure

(implementation A)

Interaction infrastructure

(implementation B)

… interaction infrastructure(s): implements the BRAIN model provides the action-event support enables agents to dynamically assume/use/release roles manages roles and related facilities

The BRAIN Framework

XML-based notation

Role-based interaction model

BRAIN framework

Interaction infrastructure

(implementation A)

Interaction infrastructure

(implementation B)

Role systems

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

The GAIA methodology

Methodology to develop MAS Analysis and design Exploits also roles

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

E-Health

Issues:– Centralized architectures– Closed and isolated solutions– Mobile and dynamic scenarios– Patients’ information

Agents in Health Care:– Flexible management– Integration– Home assistance– Emergency management

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

UbiMedic Framework Territorial emergencies: distribution, dynamism, mobility,

unpredictability, heterogeneity Mission-critical domain: reliability, flexibility, context-awareness,

reactivity, real-time

Core Services

Context Management

EnvironmentFactory

SessionFactory

Authen-tication

Authori-zation

Discovery

EnvironmentMonitoring

Profiles

Policies

Event Manager

Request Manager

UBIMEDIC FRAMEWORK

JADE-LEAP

Java Virtual Machine

Operating System

ApplicationServices

ResourceExplorer

Chat AgendaMedicalDevice

UbiMedic features– Agent-based framework, built on JADE-LEAP– Agent implementation of centralized management facilities and distributed

services: permission administration, discovery, …– Context-awareness: event management and notification– Data acquisition and integration of remote medical devices by means of

mobile agents

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Other activities

Ubiquitous computing Autonomic computing Services Code mobility

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Università Università di di

Modena e Modena e Reggio Reggio EmiliaEmilia

Web site

http://www.agentgroup.unimore.it