Motivation. Softwareagenten. Vorlesung Softwareagenten zur Informationssuche

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1 Vorlesung Softwareagenten zur Informationssuche Wintersemester 1999/2000 Universität Magdeburg Motivation ƒ Wunsch nach (intelligenter) Unterstützung bei Informationssuche und -aufbereitung im weiteren Sinne Nachrichten, Dokumente, Produkte, Forschungsergebnisse,... ƒ Bedingt durch Informationsmenge Verfügbarkeit leistungsfähiger Hard- und Software Vorlesung Softwareagenten 1-2 Softwareagenten ƒ aktuelle Technologie Bewertung und Einordnung neuer Entwicklungen Entwicklung eigener Anwendungen mit Agententechniken ƒ Interdisziplinäres Gebiet Netzwerke/Kommunikation, Information Retrieval, Datenintegration, KI, Software Engieering,... Vielfältige Anwendungen Kaum klare Begriffswelt, fehlende Abgrenzung Vorlesung Softwareagenten 1-3 1

2 Vorlesung: Ziel und Gegenstand ƒ Einführung in Technologie der Softwareagenten Techniken und Methoden Anwendungen ƒ Schwerpunkt Aspekte der Informationssuche, -filterung und aufbereitung Kommunikation, Kooperation Lernen und Planen Vorlesung Softwareagenten 1-4 Vorlesung: Organisatorisches ƒ Zeit: Mittwoch ƒ Ort: G14(H)-101 ƒ Skript: Kopie der Folien Vorlesung Softwareagenten 1-5 Vorlesung: Ablauf 1. Einführung ƒ Motivation ƒ Grenzen und Potentiale 2. Begriffsbestimmung und Klassifikation ƒ Begriff Softwareagent ƒ Charakterisika ƒ Taxonomie Vorlesung Softwareagenten 1-6 2

3 Vorlesung: Ablauf 3. Basistechniken von Softwareagenten ƒ Information Retrieval und Filtering ƒ Metadaten ƒ Kommunikation und Kooperation ƒ Mobilität ƒ Lernen und Planen ƒ Nutzermodellierung ƒ Sicherheit und Vertraulichkeit Vorlesung Softwareagenten 1-7 Vorlesung: Ablauf 4. Entwicklungsmethoden und werkzeuge ƒ Architekturen ƒ Sprachen ƒ Entwicklungswerkzeuge ƒ Standardisierung 5. Beispielsysteme 6. Zusammenfassung und Ausblick Vorlesung Softwareagenten 1-8 Hinweise zur Übung ƒ Zeit: Montag (1.Woche), ƒ Ort: G05(F)-312 ƒ Inhalt: Untersuchung von Agentensystemen Analyse, Präsentation Vorlesung Softwareagenten 1-9 3

4 Literatur ƒ Brenner, Zarnekow, Wittig: Intelligente Softwareagenten: Grundlagen und Anwendungen, Springer 1998 ƒ Bradshaw (Hrg.): Software Agents, MIT Press 1997 ƒ Jennings, Wooldridge (Hrg.): Agent Technology: Foundations, Applications, and Markets, Springer 1998 ƒ Klusch (Hrg.): Intelligent Information Agents, Springer 1999 ƒ Negroponte: Being Digital, Hodder & Stougthon, 1995 ƒ Russell, Norvig: Artificial Intelligence A Modern Approach, Prentice Hall 1995 Vorlesung Softwareagenten 1-10 Ressourcen ƒ UMBC AgentWeb: ƒ Agent Society: ƒ BotSpot: ƒ MIT Media Lab: Vorlesung Softwareagenten 1-11 Ausgangssituation " Vorlesung Softwareagenten

5 Probleme ƒ Informationsmenge und zuwachs In den letzten 30 Jahren mehr Informationen als in den 5000 Jahren zuvor Mill. Indexierbare Web-Seiten (1997) Web ist nur ein Teil des Informationsraums Belanglose Inhalte, unsinnige Formen der Darstellung, Spamming Vorlesung Softwareagenten 1-13 Probleme ƒ Heterogenität der Quellen Vielzahl von Quellen: y Druckerzeugnisse (Bibliotheken), Nachrichten, Internet-Quellen (Web, ftp, NetNews), Unternehmensdaten,... Allein im Internet: verschiedene y Medien (Text, Bilder, Video, Audio, Applets) y Formate (HTML, Postscript, PDF, semistrukturierte Daten) y Zugriffsschnittstellen (CGI, SQL,...) Vorlesung Softwareagenten 1-14 Speicherbedarf Einheit Exponent Bytes Beispiel Byte 1 1 Schreibmaschinenanschlag 6 Wort 100 Satz Kilobyte ,5 Seiten Text Sekunde Sprachaufzeichnung Bild, komprimiert Megabyte Roman (Moby Dick) Digitalisiertes Buch CD-ROM, Oxford English Dictionary Vorlesung Softwareagenten

6 Speicherbedarf Einheit Exponent Bytes Beispiel Gigabyte mm-Band Digitalisierter Film Flur einer Bibliothek Terabyte Petabyte Inhalt der Kongreßbibliothek (als Text) Nationalbibliothek Weltproduktion Festplatten (1995) Quelle: Lesk, Practical Digital Libraries, Morgan Kaufmann, 1995 Vorlesung Softwareagenten 1-16 Informationszugriff und -verteilung ƒ Push: zentrale Verteilung an passive Konsumenten/Abonn enten Rundfunk, TV Information Broker Internet Channels Vorlesung Softwareagenten 1-17 Informationszugriff und -verteilung ƒ Pull: gezielter, aktiver Zugriff auf verschiedene Anbieter Internet- Suchmaschinen Surfen, Browsen Vorlesung Softwareagenten

7 Exkurs Web-Suchmaschinen ƒ Web ohne eigenständige Suchkomponente wie Queryprozessor im DBMS ƒ Formen: Kataloge (Yahoo) Suchmaschinen (Altavista) Meta-Suchmaschinen (MetaCrawler) ƒ Technik: Volltextsuche Vorlesung Softwareagenten 1-19 Web-Suchmaschinen: Prinzip Internet Agent, Spider, Robot Query Server Suchmaschine Vorlesung Softwareagenten 1-20 Web-Suchmaschinen: Probleme ƒ 10% des Web-Traffics durch Suchmaschinen [Wired96] ƒ Query-Mechanismen ƒ Manipulation von Suchmaschinen Verkauf von Plätzen auf Trefferlisten durch GoTo Anreicherung durch häufige Suchbegriffe ƒ Bewertung der Ergebnisse Abdeckung Indexverfahren (Altavista: keine Metatags, Lycos: 100 Wörter) ƒ Aufwand Manuelles Klassifizieren (Yahoo: 150 Codierer) Vorlesung Softwareagenten

8 Vergleich von Suchmaschinen Suchmaschine Altavista Inktomi Excite Infoseek Lycos WebCrawler Indizierte Seiten (Mill.) Abdeckung (%) Quelle: Vorlesung Softwareagenten 1-22 Auswege ƒ Für das Web Entwicklungen im Hardware-Bereich Verbesserte Suchmechanismen (Konzeptbasierte/semantische Suche, NLP) Nutzer-Training Ordnung, Regulierung ƒ Allgemein Intelligentere Vorlesung Softwareagenten 1-23 Softwareagenten: Historisches ƒ 1921: Karel Capek RUR = Rossum Universal Robots ƒ Mitte der 50er Jahre: McCarthy, Selfridge (MIT) Soft Robot oder Softbot = System, welches zu einem gegebenen Ziel die entsprechenden Schritte ermitteln und dabei vom Nutzer Hinweise erfragen kann ƒ 70er Jahre: Verteilte KI Deliberative ( nachdenkende Agenten) Multi-Agenten-Systeme ƒ 90er Jahre: breitere Anwendungsbereiche (Web) intelligente Assistenten Mobile Agenten Vorlesung Softwareagenten

9 Einflußgebiete ƒ Künstliche Intelligenz Techniken das Planens und Schlußfolgerns Reaktive Agenten, Subsumption-Architektur [Brooks] Belief-Desire-Intention-Modell ƒ Objektsysteme Weiterentwicklung des Objektbegriffs Aktive Objekte Vorlesung Softwareagenten 1-25 Einflußgebiete ƒ Mensch-Maschine-Interface (HCI) Delegierung von Aufgaben (Expertenassistenz, digitale Butler) ƒ Datenbanken, Information Retrieval Daten- und Informationsintegration Informationssuche Vorlesung Softwareagenten 1-26 Agenten-Metapher ƒ Jemand/Etwas, der bzw. das für eine Person selbständig bestimmte Aufgaben erledigen kann. [Webster] ƒ Beispiel: Reisebüro, Versicherung ƒ Übertragen auf intelligente Softwareagenten Vorlesung Softwareagenten

10 Informationsagenten: Anforderungen ƒ Autonome Handlungsweise Repräsentation von Zielen Ableitung von Aktionen zum Erreichen dieser Ziele Reaktion auf Umgebung Beispiele: y günstigste CD von mehreren Händlern y Dokumentsuche über verschiedene Suchmaschinen y Druckexemplare aller Reports von X der letzten Jahre Vorlesung Softwareagenten 1-28 Informationsagenten: Anforderungen ƒ Suchen, Sammeln und Aufbereiten von Informationen Zugriff auf Quellen in heterogenen Umgebungen Nutzung von Informationen über Quellen und Daten/Informationen (Metadaten) Beispiele: y Format von Produtkatalogen (welches Attribut ist Preis, Ort der Kataloge) Informationsintegration intelligentes Suchen (NLP, Semantik) Vorlesung Softwareagenten 1-29 Informationsagenten: Anforderungen ƒ Berücksichtigen persönlicher Präferenzen Ermittlung und Repräsentationdes Nutzerinteresses ( über die Schulter schauen ) Abgleich mit ermittelten Ergebnissen y Welche der gefundenen Ergebnisse sind relevant? Feedback (Rückwirkung auf Nutzermodellierung) Vorlesung Softwareagenten

11 Informationsagenten: Beispiele ƒ Softbot als Schnittstelle zum Internet (Etzioni, Weld; CACM 7/94) ƒ Eigenschaften Zielorientierung: Anforderung beschreibt, was der Nutzer wünscht; wie ist vom Softbot zu entscheiden Nachsichtigkeit: Verarbeitung unvollständiger oder ungenauer Anforderungen Ausgewogenheit: Abwägung der Kosten für eigenständige Suche gegenüber Nachfragen Integration: Schnittstelle zu Internet-Diensten Vorlesung Softwareagenten 1-31 Softbot ƒ Beispiel einer Anforderung: Sende den Projektantrag an Herrn Meier in Halle! Welcher Herr Meier? Welches Dokument? Wo ist es gespeichert? Wie soll es gesendet werden ( , FAX,...)? Wie soll verfahren werden, wenn Dokument vertraulich ist ƒ Erstellung eines Plans, Abarbeitung Nutzung verschiedener Dienste: netfind, finger, ftp,... Vorlesung Softwareagenten 1-32 Softbot Vorlesung Softwareagenten

12 Informationsagenten: Beispiele ƒ -Agent Maxims (CACM 7/94) ƒ Lernen von Handlungsweisen des Nutzers: implizite Nutzermodellierung Sortieren, Speichern, Löschen usw. von s anhand von Eigenschaften (Subject, From, Body, CC) ƒ Merken von Situation-Aktion -Paaren ƒ Vorschläge zur Behandlung neuer Nachrichten Vorlesung Softwareagenten 1-34 Maxims Vorlesung Softwareagenten 1-35 Potentiale ƒ Entwicklung reaktiver Systeme (Interaktion mit Umgebung) ƒ Offenheit von Systemen Selbstanpassung Berücksichtigung von Heterogenität Systemstruktur und komponenten bei Erstellung nicht vollständig bekannt Vermittlung und Kooperation zwischen Komponenten Vorlesung Softwareagenten

13 Potentiale ƒ Komplexe Systeme Modularität und Abstraktion System als Gesellschaft autonom agierender Agenten ƒ Mensch-Maschine-Interface Delegierung von Aufgaben an Computer anstelle des direkten Manipulierens Vorlesung Softwareagenten 1-37 Potentiale ƒ Verteilung von Daten, Steuerung, Ressourcen Verschiedene, heterogene Quellen Dezentralisierung von Aufgaben, Kooperation ƒ Integration von Legacy-Systemen Interoperabilität über Agenten-Wrapper ƒ Weltsicht Systeme als autonome, evtl. kooperierende Komponenten Persönliche digitale Agenten (digital butler, digital sister-in-law) Vorlesung Softwareagenten 1-38 Grenzen der Agententechnologie ƒ Keine globale Kontrolle/Steuerung möglich Erfüllung von Echtzeitanforderungen Vermeiden von Deadlocks ƒ Keine globale Sichtweise Verhalten ist bestimmt durch lokalen Zustand Kein gobales Wissen ƒ Vertrauen/Sicherheit Delegieren von Aufgaben an Agenten erfordert Vertrauen Selbständiges Entscheiden? Vorlesung Softwareagenten

14 Anwendungsfelder ƒ Kommerzielle Anwendungen Informationsmanagement y Suchen, Sammeln, Filtern und Aufbereiten von Informationen E-Commerce y Elektronischer Handel y Shopping Agenten Workflow-Management y Geschäftsprozeß als Gesellschaft diensterbringender Agenten; Agent = Rolle oder Abteilung im Unternehmen Vorlesung Softwareagenten 1-40 Anwendungsfelder ƒ Industrielle Anwendungen Prozeßsteuerung y Multi-Agenten-Systeme; Agenten = Prozeß- Controller Fertigung y Agenten = Fertigungszellen Flugleitsysteme y Agenten = Flugzeuge, Flugkontrollsysteme Vorlesung Softwareagenten 1-41 Anwendungsfelder ƒ Medizinische Anwendungen Patientenüberwachung Patientenmanagement ƒ Unterhaltung Spiele Interaktive Filme Vorlesung Softwareagenten