[pt] Sistemas multi-agentes abertos são freqüentemente caracterizados como sistemas distribuídos onde agentes, que podem não ser conhecidos a priori, podem entrar ou sair do sistema a qualquer momento. Uma abordagem de governança estabelece regras de interação que precisam ser seguidas pelos agentes de um determinado sistema. O uso destas regras permite uma maior previsibilidade e controle sobre o comportamento observável do sistema. Nesta tese, apresenta-se uma abordagem de governança de sistemas multi-agentes abertos como adequada para lidar não apenas com o monitoramento e controle do comportamento dos agentes, mas também com aspectos de fidedignidade. Um software é dito fidedigno quando se pode confiar no mesmo através de verificações formais ou informais assumindo riscos de danos compatíveis com o serviço prestado pelo software. A incorporação de aspectos de fidedignidade em uma abordagem de governança tem como principal benefício a geração de uma tecnologia integrada que possui as vantagens de uma abordagem de governança e ao mesmo tempo lida com especificações de instrumentos de fidedignidade tais como prevenção e tolerância a faltas. A abordagem proposta é ilustrada através de um estudo de caso no contexto de controle de tráfego aéreo. / [en] Open multi-agent systems are frequently characterized by having little or no control over the behavior of the agents. The internal implementation and architecture of agents usually are inaccessible, and different teams may have developed them but with no coordination between them. Furthermore, agents may enter or leave the system at their will. A governance approach defines the interaction rules that must be obeyed by the agents. These rules allow for a greater control and predictability of the observable system behavior. In this thesis, we propose a governance approach to deal not only with the monitoring and control of agents` behavior but also to deal with dependability concerns. The original definition of dependability is the ability to deliver service that can justifiably be trusted. A governance approach that also deals with dependability has as main benefit the reuse of the monitoring and enforcement present in the governance infrastructure for dependability. We present a case study in the context of an air traffic control system to illustrate our approach.

[pt] Governança trata heterogeneidade, autonomia e diversidade de interesses entre diferentes agentes em um sistema multi-agente (SMA), estabelecendo um conjunto de normas. A maioria dos mecanismos de aplicação de leis verifica a violação de normas apenas sob o aspecto da interação entre os agentes. Entretanto, em SMAs com a presença de agentes heterogêneos e independentemente projetados, existirão mensagens confidenciais, que só serão percebidas por seus remetentes e destinatários, e execução de ações que só serão observáveis pelos agentes que as executam ou por agentes que sofrem as conseqüências da execução dessas ações. Este trabalho apresenta uma abordagem que implementa um mecanismo de governança em SMA baseado em testemunhos. Agentes podem testemunhar fatos que estão relacionados à violação de normas as quais eles têm conhecimento. Este mecanismo é composto por três sub-sistemas: Reputação, julgamento e sanção. O foco deste trabalho está apenas no sub-sistema de julgamento, responsável por receber os testemunhos e prover decisões apontando se o agente realmente violou uma norma. Será mostrada a arquitetura deste sub-sistema e um processo de julgamento genérico. Finalmente, será ilustrada a utilização deste mecanismo através de um estudo de caso. / [en] Governance copes with the heterogeneity, autonomy and diversity of interests among different agents in a multi-agent system (MAS) by establishing a set of norms. Most of the governance enforcement mechanisms usually check norm violations from the point of view of interaction protocols. However, in MAS, with the presence of heterogeneous and independently designed agents, there will be private messages, that will only be perceived by their senders and receivers, and execution of actions that will only be observed by the agents that execute them or by the agents that suffers from their consequences. This work presents a governance mechanism for MAS based on testimonies. Agents can witness facts that are related to norm violations witch they are aware of. The proposed mechanism is composed by three sub-systems: Reputation, judgment and sanction. This work focuses only in the judgment sub- system, witch is responsible for receiving testimonies and providing a decision, pointing out if an agent has really violated a norm. The judgment sub-system architecture and a generic judgment process will be presented. Finally, the use of this mechanism will be exemplified by a case study.

[pt] Com o aumento da complexidade dos SMA´s governados por leis, tornouse mais difícil projetar e implementar requisitos referentes à tolerância a falhas, principalmente por não existir nenhum ponto de controle sobre tais sistemas. E, apesar disto, não são conhecidas soluções que abordem tais questões na literatura de governança de SMA´s baseados em leis. Contudo, existe uma técnica de tolerância a falhas, chamada Replicação de Agentes, que propõe reutilizar os conceitos de recuperação em sistemas distribuídos através da tolerância a falhas para a recuperação de agentes baseando- se em informações que identifiquem suas criticalidades. Entretanto, apesar de existirem algumas estratégias de estimativa de criticalidade de agentes, nenhuma apresenta o grau de granularidade suficiente para o monitoramento de SMA´s abertos governados por leis. Desta forma, o trabalho aqui proposto tem como objetivo apresentar um mecanismo de configuração de variação de criticalidade de agentes que interagem em SMA´s abertos. Para isto é proposta uma arquitetura para desenvolvimento de SMA´s abertos governados por leis tolerantes a falhas e uma abordagem para projetar tais mecanismos com simplicidade, modularidade e reuso. Este trabalho apresenta três contribuições principais: a extensão no modelo conceitual da linguagem declarativa de especificação de lei XMLaw com elementos para monitoramento da criticalidade dos agentes; a integração dos frameworks de governança de SMA´s abertos (M-Law) e de adaptação dinâmica de replicação de agentes (DIMAX); e a proposição de uma forma de documentação e derivação das leis. Por fim são apresentadas planilhas de resultados da aplicação do mecanismo proposto em dois estudos de caso. / [en] With law-governed multi-agent systems complexity growth, it is harder to design and implement requirements related to dependability mainly because there is no control point over such systems. Despite the great importance of those problems, there is no solution that fully addresses those issues in the context of law-governed multi-agent systems. However, there is a fault tolerant technique called Agent Replication that proposes the reuse of some recovery concepts of distributed systems through a fault tolerance based approach on some data that helps the identification of critical agent. And, besides the existents strategies of agents´ criticality estimation, none of them presents the granularity degree necessary for the monitoring of law- governed open MAS´s. Due to it, the goal of this work is to present a mechanism of the configuration variation of the agents´ criticality that interacts in open MAS´s. To achieve this goal, an architecture to support the development of fault tolerant law-governed open MAS and an approach to design such mechanisms with simplicity, modularity and reuse were proposed. This work has three main contributions: an extension on the conceptual model of the law- specification declarative language XMLaw within new elements to monitor the agents´ criticality; the integration of two frameworks: one is for law-enforcement (M-Law), and the other one is for a dynamic and adaptative agents´ replication (DimaX); and a proposal of a means to document and derive the laws. Finally, we present some sheets of the results of the proposed mechanism application in two case studies.

[pt] Nesta dissertação, apresenta-se uma abordagem para regular a interação dos agentes que fazem parte de um sistema multi-agente aberto. Em sistemas abertos, os agentes podem ser não-cooperativos, estão imersos em um ambiente altamente imprevisível e, freqüentemente, os outros agentes que compõem o sistema não são conhecidos a priori. Para algumas classes de aplicações, esta imprevisibilidade não é adequada, podendo levar a falhas de software. Desta forma, é proposta uma abordagem baseada em leis de interação para construir sistemas multi-agentes abertos, onde um controle sobre o comportamento dos agentes é esperado. Propõe-se um modelo conceitual para a especificação da forma como as interações são reguladas em um sistema multi-agente. Este modelo conceitual trata conceitos como cenas, normas e restrições de forma integrada. Além disso, a interação entre os agentes deve ser monitorada e as leis que foram especificadas devem ser aplicadas. Para isto, propõe-se uma linguagem declarativa para a especificação da interação de acordo com os elementos do modelo conceitual e uma infra-estrutura de software que age como mediador das interações garantindo que elas estejam de acordo com as especificações. / [en] In this work, we propose an approach for regulating agents interaction on an open multi-agent system. In open systems, agents are immersed in a highly unpredictable environment, they can be self-interested, and other agents are frequently unknown beforehand. We argue that, in some applications, unexpected behavior may lead to system faults. For this reason, we propose a law enforcement approach to build open multi-agent systems where a certain degree of control over agents behavior is desirable. A conceptual model is proposed to specify how the interactions of an open multi-agent system should happen. This model deals with concepts such as norms, constraints and scenes in a integrated way. We also propose a declarative language that allows the interaction s specification according to the elements that compose the conceptual model, and a software infrastructure that acts as a mediator monitoring and enforcing agents interaction.

[pt] Um dos desafios de desenvolvimento de software é produzir aplicativos que são projetados para evoluir reduzindo esforços de manutenção. Diversas técnicas desenvolvidas para a governança de leis de interação em sistemas multiagentes abertos foram propostas, no entanto a flexibilidade e a reutilização de leis não ocorrem de forma sistemática com estas técnicas. A tecnologia de gframeworks visa orientar o projeto e a implementação de leis de interação em sistemas multiagentes abertos, com o objetivo de produzir mecanismos de governança de leis de interação. A flexibilidade em g- frameworks é obtida através da introdução de incrementos específicos que as instâncias em desenvolvimento requerem, de modo a completar e adaptar as funcionalidades originais do g-framework. A reutilização em g-frameworks vem justamente do re-aproveitamento de um mesmo projeto e código de lei de interação em instâncias geradas a partir do g-framework. Os benefícios obtidos por tal abordagem podem impactar positivamente o desenvolvimento de software em termos do custo e tempo total de construção de uma família de mecanismos de governança de sistemas multiagentes. Para isto, são apresentadas técnicas de governança de sistemas multiagentes abertos e técnicas de reutilização de leis de interação. Um método de orientação é proposto para guiar o desenvolvimento de g-frameworks. Experimentos foram desenvolvidos e são descritos neste documento. / [en] One of the challenges of software development is to produce applications that are designed to evolve, reducing maintenance efforts. Many techniques developed to govern the interaction laws in open multi- agent systems were proposed, but the flexibility and reuse concerns of interaction laws were not systemically fulfilled by them. The technology of g- frameworks intends to guide the design and the implementation of interaction laws in open multi-agent systems, aiming to facilitate the production of interaction law governance mechanisms. The flexibility in g-frameworks is achieved by specific increments that the instances under development require, to complete and adapt the original functionalities of the g-framework. The reuse in g- frameworks is related to a common design and codification of that interaction laws that are shared by instances developed with the g-framework. The benefits of this approach might positively impact the development of software considering the costs and the necessary time to construct the family of governance mechanisms of multiagent systems. In this thesis, some techniques to promote reuse of interaction laws were propose to fulfill this goal. One method to orient the development of g-frameworks is proposed. Experiments were developed and they are described in this thesis.