[pt] Sistemas Multiagentes Orientados a Serviços (SOMS) têm surgido visando incorporar os benefícios de duas disciplinas da Engenharia de Software: Arquitetura Orientada a Serviços e Engenharia de Software Orientada a Agentes. A primeira visa fornecer serviços fracamente acoplados que podem ser utilizados em diferentes domínios. A segunda se baseia em um novo paradigma que visa o desenvolvimento de Sistemas Multiagentes, que são compostos por entidades, chamadas agentes, com raciocínio, autonomia e pró-atividade. Um dos principais objetivos de SOMS é ajudar no desenvolvimento de sistemas orientados a serviços capazes de adaptar-se em ambientes computacionais dinâmicos, onde é necessário reagir às mudanças em seus requisitos em tempo de execução, assim como, adaptar-se eficientemente diante de erros de execução e baixa qualidade de serviço. Neste contexto, este trabalho propõe um framework (Java self-Adaptive Agent Framework - JAAF) para implementar agentes autoadaptativos capazes de autonomamente e pró-ativamente descobrir serviços, selecionar o mais apropriado e adaptar-se caso algum problema ocorra durante a execução do serviço. A aplicabilidade do framework proposto é demonstrada através de dois estudos de caso. O primeiro é um sistema responsável por gerar mapas de susceptibilidades, ou seja, mapas que mostram locais com risco de deslizamento em determinada área. O segundo é um sistema onde o principal objetivo é satisfazer necessidades, relacionadas à viagens, de usuários. / [en] Service Oriented Multi-agent Systems (SOMS) have emerged in order to incorporate the benefits of two software engineering disciplines: Serviceoriented Architecture and Agent-oriented Software Engineering. The first provides loosely coupled services that can be used within different domains. The second is based on a new software engineering paradigm that addresses the development of Multi-agent Systems, which are composed of autonomous, pro-active and reasoning entities, named software agents. One of the main goal of SOMS is to help the development of service-oriented systems able to adapt themselves on dynamic computing environments. Those systems must be able to react at runtime to changes in their requirements, as well as to efficiently accommodate for deviations from their expected functionality or quality of services. In this context, this work proposes a framework (Java self- Adaptive Agent Framework - JAAF) to implement self-adaptive agents able to autonomously and pro-actively discover services, decide about the most appropriate one and adapt themselves if they face a problem while executing the service. The applicability of the proposed framework is demonstrated through two case studies. The first is a system responsible for generating susceptibility maps, i.e., maps that show locations with landslides risks in a given area. The second is a system where the main goal is to satisfy the users’ needs related to travel.

[pt] Chatbots são programas de computador que interagem com usuários utilizando linguagem natural. Desde sua origem, a tecnologia avançou significantemente e aplicações baseadas na nuvem de grandes empresas permitiram que desenvolvedores criassem chatbots inteligentes e eficientes. No entanto, não há muitas abordagens de desenvolvimento aos principais módulos de um chatbot que são flexíveis o suficiente para permitir a criação de chatbots diferentes para cada domínio, mantendo um robusto controle de diálogo na aplicação. Existem trabalhos que tentam desenvolver uma abordagem mais flexível, cada um com suas vantagens e desvantagens. Uma das vantagens mais notáveis é o uso de sistemas multiagentes para distribuir e realizar tarefas feitas por chatbots. Nesse contexto, este trabalho propõe um framework geral e flexível baseado em sistemas multiagentes para construir chatbots em um domínio escolhido pelo desenvolvedor, com controle de diálogo na aplicação. Esta solução usa uma adaptação da abordagem de estado da informação, e agentes de software, para gestão do diálogo. Para validar a arquitetura proposta, um cenário de uso com 4 chatbots de prova de conceito são analisados e discutidos. / [en] Chatbots are computer programs that interact with users using natural language. Since its inception, the technology has advanced greatly and cloud-based platforms from big companies allow developers to create intelligent and efficient chatbots. However, there are not many development approaches to the main modules of a chatbot that are flexible enough to allow the creation of different chatbots for each domain, while maintaining a robust dialogue control in the application. There have been some works that try to develop a more flexible approach, each of them with their own advantages and disadvantages. One of the most notable advantages is the use of multi-agent systems to distribute and perform the tasks performed by the chatbot. In this context, this work proposes a general and flexible architecture based on multi-agent systems for building chatbots in any domain chosen by the developer, with dialogue control in the application. This architecture uses an adaptation of the information state approach, also using software agents, to perform dialogue management. To validate the proposed architecture, an user scenario involving the implementation of 4 proof of concept chatbots is analyzed discussed.

[pt] Arquitetos de software utilizam cada vez mais mecanismos de auto- organização para projetar sistemas distribuídos em um ambiente dinâmico, com ruído e imprevisível. Neste cenário, além de não existir uma entidade centralizadora que possua o conhecimento completo do estado do ambi- ente como um todo, mecanismos de auto-organização são principalmente inspirados pela natureza e permitem o comportamento com controle de- scentralizado. Existem duas linhas de pesquisa que direcionam esta tese: a primeira, como é o caso de qualquer paradigma de engenharia de soft- ware, o sucesso e abrangência de uso de sistemas auto-organizáveis requerem notações que exploram o uso de abstrações relacionadas a auto-organização e promovam a rastreabilidade a partir de modelos de projeto à código, e re- querem métodos de engenharia para prover know-how e guiar um engenheiro durante o projeto da aplicação. A segunda linha de pesquisa foca no incen- tivo do reuso de software em sistemas auto-organizáveis. Os objetivos desta tese são: prover um método de engenharia baseado em simulação para apoiar o projeto, desenvolvimento, simulação, validação e refinamento de sistemas multi-agentes auto-organizáveis; e prover uma arquitetura baseada em sim- ulação. Um projeto arquitetural ajuda no desenvolvimento de uma estrutura de programa modular e na representação dos relacionamentos de controle entre módulos e encoraja o engenheiro de software a se concentrar no pro- jeto arquitetural antes de se preocupar com otimizações e código. Esta tese apresenta: um ciclo de vida de desenvolvimento iterativo baseado no Pro- cesso Unificado, SSOA - uma arquitetura de auto-organização baseada em simulação, e o framework que implementa a arquitetura. O método de pro- jeto e a arquitetura foram avaliados através de três domínios de aplicação diferentes: veículos guiados automatizados, contratos que governam sistemas multi-agentes emergentes, e modelagem computacional do comportamento de células-tronco. / [en] Software architects are increasingly relying on self-organizing mechanisms to design distributed systems within a dynamic, noisy and unpredictable envi- ronment. At any point in time, no centralized entity has complete knowledge of the state of the environment as a whole and self-organizing mechanisms are mainly naturally-inspired which enables the decentralized control. There are two tracks that drive the research in this thesis: first, as it is the case with any new software engineering paradigm, the successful and widespread deployment of self-organizing systems require notations that explore the use of self-organizing related abstractions and promote the traceability from the design models to code, and engineering methods that provides know-how and guides an engineer during an application design. The second research track is to promote software reuse of self-organizing systems. This thesis’s goals are: to provide a simulation-based engineering method to support the design, development, simulation, validation and refinement of self-organizing multi-agent systems; and to provide a simulation-based architecture. An ar- chitectural design helps on the development of a modular program structure and on the representation of the control relationships between modules and encourages the software engineer to concentrate on architectural design be- fore worrying about optimizations or code. We present: an iterative develop- ment life-cycle based on a customization of the Unified Process, the SSOA – Simulation-based Self-Organizing Architecture –, and the framework that implements the architecture. We have evaluated the design method and ar- chitecture using three different application domains: the automated guided vehicles, the contracts that govern emergent multi-agent systems, and the stem cell behavior computational modeling.

[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] Este trabalho propõe a criação de um ambiente que dê suporte computacional ao desenvolvimento de sistemas multi- agentes, auxiliando o desenvolvedor durante o ciclo de vida de construção (da modelagem à implementação) destes sistemas. Estaremos utilizando o ANote como linguagem de modelagem para especificação e análise de sistemas multi-agentes e a arquitetura ASYNC para o processo de desenvolvimento. Ocorrendo assim, uma transformação dos diagramas do ANote para a arquitetura ASYNC. / [en] This work considers the creation of an environment that gives to computational support to the development of multi-agents systems, assisting the developer during the cycle of life of construction (the modeling to the implementation) of these systems. We will be using ANote as modeling language for specification and analysis of multi-agents systems and architecture ASYNC for the development process. Thus occurring, a transformation of the diagrams of ANote for architecture ASYNC.

[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] Agentes de Software é uma tecnologia que permite criar simuladores e sistemas inteligentes que tomam decisões automaticamente. A primeira contribuição dessa tese é o MAS-School, um método para modelar e implementar agentes de software inteligentes desde as primeiras fases de desenvolvimento. Esse método também apresenta várias orientações de como incluir aprendizado na fase de design e implementação. O método apresenta no final uma estratégia incremental de desenvolvimento para permitir a avaliação do desempenho das técnicas de machine learning. A segunda contribuição dessa tese é o framework ASYNC. O ASYNC é composto por um conjunto de ferramentas de engenharia de software para auxiliar a construção de sistemas baseados em agentes assíncronos, cooperativos e inteligentes. Esta tese apresenta quatro estudos de casos complexos desenvolvidos com agentes inteligentes para exemplificar o uso do método e framework. A primeira aplicação apresenta um sistema baseado em agentes para criar promoções em um mercado varejista utilizando o conceito de agregação de produtos. A segunda aplicação apresenta um mercado virtual para compra e venda de bens. A terceira aplicação é um sistema multi-agente distribuído para um complexo cenário de procurement em leilões simultâneos e interdependentes. Essa aplicação participou do Trading Agent Competition em 2004 e obteve a terceira colocação. A quarta aplicação é um sistema multi-agente para um Supply Chain Management. / [en] The agent technology is used to develop systems that perform several complex tasks. This thesis presents the MAS-School method for modeling and implementing intelligent agent-based systems. The method presents a systematic approach to support a disciplined introduction of machine learning techniques in multi-agent systems from an early stage of design. The proposed approach encompasses guidelines to both the design and implementation phases of an agent-based system. It is based on an incremental development strategy that largely relies on simulation and testing techniques. This thesis also presents the ASYNC framework that is composed of software engineering tools for building agent based system for asynchronous, cooperative and intelligent agents. This thesis presents four complex applications that used the proposed method and framework in the design and implementation phase. The first case study presents an application that discovers the most appealing offerings for consumers in a retail market. The second case study presents a virtual marketplace for buying and selling goods with automatic negotiation. The third case study is a multi-agent system for a complex procurement scenario with interdependent and simultaneous auctions. This system achieved the third place in the 2004 TAC Classic competition. The fourth case study is a multi-agent system for a PC manufacturer scenario based on sourcing of components, manufacturing of PC's and sales to customers.

[pt] Como um novo e poderoso paradigma para modelagem e implementação de sistemas de software, os sistemas multiagentes necessitam de metodologias, linguagens de modelagem, plataformas de desenvolvimento e linguagens de programação que explorem seus benefícios e características particulares. Contudo, diferentes metodologias, linguagens e plataformas para sistemas multiagentes propõem abstrações variadas e com definições muito diferentes. Nesse contexto, é necessário criar frameworks conceituais que definam as abstrações, seus relacionamentos e seus comportamentos. Como em qualquer novo paradigma para engenharia de software, o sucesso e a difusão de sistemas multiagentes requerem, entre outras tecnologias de software baseadas em agentes, linguagens de modelagem que explorem o uso de abstrações relacionadas a agentes e promovam o refinamento dos modelos de design para código. Esta tese contempla a definição de um framework conceitual para sistemas multiagentes chamado TAO e uma linguagem de modelagem para sistemas multiagentes chamada MAS-ML. Os objetivos desta tese são descrever os aspectos estáticos e dinâmicos das abstrações freqüentemente utilizadas em sistemas multiagentes definindo um framework conceitual, propor uma linguagem de modelagem que descreva diagramas estáticos e dinâmicos para modelar esses aspectos e descrever o refinamento dos modelos estáticos para código. / [en] As a powerful and new paradigm for designing and implementing software systems, multi-agent systems require methodologies, modeling languages, development platforms and programming languages that explore their benefits and their peculiar characteristics. However, different methodologies, languages and platforms for multi-agent systems propose very distinct and varied sets of abstraction. In this context, there is a need for creating a conceptual framework that defines the frequently used multi-agent system abstractions, their relationships and their behavior. As it is the case with any new software engineering paradigm, the successful and widespread deployment of multi-agent systems require modeling languages, among other agent-based software technologies, that explore the use of agentrelated abstractions and promote the traceability from the design models to code. This thesis contemplates the definition of a multi-agent system conceptual framework called TAO and of a multi-agent system modeling language called MAS-ML. Our goals are to describe the structural and dynamic aspects of the abstractions commonly used in multi-agent systems by defining a conceptual framework, to propose a modeling language that describes structural and dynamic diagrams to model such aspects and to present the traceability from the structural models into code.

[pt] As Redes de comunicação sem fio estão cada vez mais presentes no dia-a- dia das pessoas. Falar com amigos, ouvir música, ver televisão, fazer compras, são exemplos de atividades que podem ser realizadas hoje em dia por uma grande variedade de tipos de redes sem fio. Os dispositivos móveis de hoje possuem diversas interfaces de rede, possibilitando ao usuário escolher qual delas irá utilizar. Devido à mobilidade oferecida por dispositivos móveis, a cada nova localidade, diferentes tipos de rede e cenários para utilização de um serviço se configuram. Algumas soluções e propostas estão sendo estudadas para permitir que o usuário escolha a melhor conexão de rede para a utilização de um serviço, dependendo da situação em que este se encontre. Porém, poucas análises são apresentadas para que as provedoras de redes e serviços possam oferecer esta melhor conexão. Mobilidade, liberdade de escolha do usuário, variedade de conexões de rede e tipos de serviço são desafios que as provedoras começam a encontrar. Por outro lado, a possibilidade de captar novos clientes, aumentar seu volume de vendas de serviços e sua conseqüente participação no mercado, são oportunidades que surgem neste novo cenário. Um framework em sistemas multi-agentes é proposto com o objetivo de se analisar este novo cenário e exercitar soluções que sejam úteis tanto para clientes, quanto para provedoras de redes sem fio. Estratégias para definição do preço de um serviço pelo lado da provedora e estratégias para escolha do melhor serviço oferecido por uma provedora do lado do cliente, com a utilização de informação de contexto, são objetos de analise. Na solução, a informação de contexto é representada pelo modelo de ontologias proposto pelo DynaCIP e um algoritmo de tomada de decisão utilizado pelo agente é proposto, embora o framework flexibilize a utilização de outros algoritmos. A instanciação do framework para um cenário de redes sem fio de nova geração é implementado e discutido na proposta. / [en] The Wireless communication networks are increasingly present in people`s lives. Talking to friends, listening music, watching television, buying things, are examples of activities that nowadays can be accomplished by a great variety of wireless networks. Modern mobile devices have a diversity of network interfaces, for users to choose from. Due to mobility offered by mobile devices, different types and scenarios of networks appear at every new location. Some proposals and solutions are been studied to allow users to choose the best network connection for a specific service utilization, depending on the current user`s task. But, few proposals are presented to allow network and service providers to provide these best connection. Mobility, user`s freedom of choice, variety of network connections and types of service are challenges that the providers are beginning to find. Moreover, the ability to attract new customers, increase your services sales volume and its consequent market share, are opportunities that arise in this new scenario. A multi- agent systems framework is proposed with the aim to examine this new scenario and exercise solutions that are useful both for customers, and for wireless network providers. Contextaware strategies for provider`s service pricing and for customer`s best choice of service provided are subject to review. In the solution, context information is represented in the ontology model proposed by DynaCIP and an algorithm for decision-making used by the agent is proposed, although the framework flexible the use of other algorithms. A framework instantiation for a next generation wireless networks scenario is implemented and discussed in the proposal.

[pt] A resolução de problemas distribuídos com o uso de sistemas compostos de vários agentes, agrupados em organizações, e que visam objetivos comuns vem ganhando grande atenção da comunidade científica. Este interesse evidencia-se pelo número crescente de iniciativas para a criação de métodos de desenvolvimento e plataformas de implementação de sistema multi-agentes. Algumas plataformas concentram-se no suporte a aspectos específicos destes sistemas, enquanto outras preocupam-se com a criação de uma infra-estrutura completa que permita o desenvolvimento dos agentes e suas organizações. O Web Life é uma arquitetura para a implementação de sistemas multi-agentes para a Web, que auxilia a criação dos agentes e suas organizações, oferecendo toda a infra-estrutura de comunicação, coordenação, tomada de decisões e realização de tarefas necessária a atuação dos agentes. A arquitetura procura aproveitar diversas iniciativas de padronização e de criação de ferramentas para resolução de certos aspectos do problema, agrupando-as sob um framework integrado. A arquitetura promove a evolução da Web no sentido de se tornar uma Web de conteúdos semânticos aptos ao tratamento automático por mecanismos de software - a Web Semântica. / [en] The resolution of distributed problems by applying computer systems composed by agents and organized towards a common objective is attracting the scientific community s attention. This is shown by the increasing number of initiatives for the development of methods and platforms to help constructing multiagent systems. Some platforms concentrate efforts on supporting some multi-agent systems aspects while others try to offer a complete infrastructure for the agents and organizations development. The Web Life architecture offers an implementation platform for developing Web-based multi- agent systems. The architecture is focused on the provision of a complete multi-agent infrastructure with native support for communication, coordination, decision-taking and task-oriented behavior. The incorporation of current under development standards and tools for solving specific problems in multi-agent systems is one of the main objectives of this work. These standards and tools are integrated by the Web Life framework. The architecture try to help the evolution of the Web into a Web with semantic contents that may be automatically processed - the Semantic Web.