Tesis por compendio / [EN] Multi-Agent Systems (MAS), Argumentation and Automated Planning are three lines of investigations within the field of Artificial Intelligence (AI) that have been extensively studied over the last years. A MAS is a system composed of multiple intelligent agents that interact with each other and it is used to solve problems whose solution requires the presence of various functional and autonomous entities. Multi-agent systems can be used to solve problems that are difficult or impossible to resolve for an individual agent. On the other hand, Argumentation refers to the construction and subsequent exchange (iteratively) of arguments between a group of agents, with the aim of arguing for or against a particular proposal. Regarding Automated Planning, given an initial state of the world, a goal to achieve, and a set of possible actions, the goal is to build programs that can automatically calculate a plan to reach the final state from the initial state. The main objective of this thesis is to propose a model that combines and integrates these three research lines. More specifically, we consider a MAS as a team of agents with planning and argumentation capabilities. In that sense, given a planning problem with a set of objectives, (cooperative) agents jointly construct a plan to satisfy the objectives of the problem while they defeasibly reason about the environmental conditions so as to provide a stronger guarantee of success of the plan at execution time. Therefore, the goal is to use the planning knowledge to build a plan while agents beliefs about the impact of unexpected environmental conditions is used to select the plan which is less likely to fail at execution time. Thus, the system is intended to return collaborative plans that are more robust and adapted to the circumstances of the execution environment. In this thesis, we designed, built and evaluated a model of argumentation based on defeasible reasoning for planning cooperative multi-agent system. The designed system is independent of the domain, thus demonstrating the ability to solve problems in different application contexts. Specifically, the system has been tested in context sensitive domains such as Ambient Intelligence as well as with problems used in the International Planning Competitions. / [ES] Dentro de la Inteligencia Artificial (IA), existen tres ramas que han sido ampliamente estudiadas en los últimos años: Sistemas Multi-Agente (SMA), Argumentación y Planificación Automática. Un SMA es un sistema compuesto por múltiples agentes inteligentes que interactúan entre sí y se utilizan para resolver problemas cuya solución requiere la presencia de diversas entidades funcionales y autónomas. Los sistemas multiagente pueden ser utilizados para resolver problemas que son difíciles o imposibles de resolver para un agente individual. Por otra parte, la Argumentación consiste en la construcción y posterior intercambio (iterativamente) de argumentos entre un conjunto de agentes, con el objetivo de razonar a favor o en contra de una determinada propuesta. Con respecto a la Planificación Automática, dado un estado inicial del mundo, un objetivo a alcanzar, y un conjunto de acciones posibles, el objetivo es construir programas capaces de calcular de forma automática un plan que permita alcanzar el estado final a partir del estado inicial. El principal objetivo de esta tesis es proponer un modelo que combine e integre las tres líneas anteriores. Más específicamente, nosotros consideramos un SMA como un equipo de agentes con capacidades de planificación y argumentación. En ese sentido, dado un problema de planificación con un conjunto de objetivos, los agentes (cooperativos) construyen conjuntamente un plan para resolver los objetivos del problema y, al mismo tiempo, razonan sobre la viabilidad de los planes, utilizando como herramienta de diálogo la Argumentación. Por tanto, el objetivo no es sólo obtener automáticamente un plan solución generado de forma colaborativa entre los agentes, sino también utilizar las creencias de los agentes sobre la información del contexto para razonar acerca de la viabilidad de los planes en su futura etapa de ejecución. De esta forma, se pretende que el sistema sea capaz de devolver planes colaborativos más robustos y adaptados a las circunstancias del entorno de ejecución. En esta tesis se diseña, construye y evalúa un modelo de argumentación basado en razonamiento defeasible para un sistema de planificación cooperativa multiagente. El sistema diseñado es independiente del dominio, demostrando así la capacidad de resolver problemas en diferentes contextos de aplicación. Concretamente el sistema se ha evaluado en dominios sensibles al contexto como es la Inteligencia Ambiental y en problemas de las competiciones internacionales de planificación. / [CA] Dins de la intel·ligència artificial (IA), hi han tres branques que han sigut àmpliament estudiades en els últims anys: Sistemes Multi-Agent (SMA), Argumentació i Planificació Automàtica. Un SMA es un sistema compost per múltiples agents intel·ligents que interactúen entre si i s'utilitzen per a resoldre problemas la solución dels quals requereix la presència de diverses entitats funcionals i autònomes. Els sistemes multiagente poden ser utilitzats per a resoldre problemes que són difícils o impossibles de resoldre per a un agent individual. D'altra banda, l'Argumentació consistiex en la construcció i posterior intercanvi (iterativament) d'arguments entre un conjunt d'agents, amb l'objectiu de raonar a favor o en contra d'una determinada proposta. Respecte a la Planificació Automàtica, donat un estat inicial del món, un objectiu a aconseguir, i un conjunt d'accions possibles, l'objectiu és construir programes capaços de calcular de forma automàtica un pla que permeta aconseguir l'estat final a partir de l'estat inicial. El principal objectiu d'aquesta tesi és proposar un model que combine i integre les tres línies anteriors. Més específicament, nosaltres considerem un SMA com un equip d'agents amb capacitats de planificació i argumentació. En aquest sentit, donat un problema de planificació amb un conjunt d'objectius, els agents (cooperatius) construeixen conjuntament un pla per a resoldre els objectius del problema i, al mateix temps, raonen sobre la viabilitat dels plans, utilitzant com a ferramenta de diàleg l'Argumentació. Per tant, l'objectiu no és només obtindre automàticament un pla solució generat de forma col·laborativa entre els agents, sinó també utilitzar les creences dels agents sobre la informació del context per a raonar sobre la viabilitat dels plans en la seua futura etapa d'execució. D'aquesta manera, es pretén que el sistema siga capaç de tornar plans col·laboratius més robustos i adaptats a les circumstàncies de l'entorn d'execució. En aquesta tesi es dissenya, construeix i avalua un model d'argumentació basat en raonament defeasible per a un sistema de planificació cooperativa multiagent. El sistema dissenyat és independent del domini, demostrant així la capacitat de resoldre problemes en diferents contextos d'aplicació. Concretament el sistema s'ha avaluat en dominis sensibles al context com és la inte·ligència Ambiental i en problemes de les competicions internacionals de planificació. / Pajares Ferrando, S. (2016). Defeasible Argumentation for Cooperative Multi-Agent Planning [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/60159 / Compendio

La World Wide Web actual está compuesta principalmente por documentos escritos para su presentación visual para usuarios humanos. Sin embargo, para obtener todo el potencial de la web es necesario que los programas de computadoras o agentes sean capaces de comprender la información presente en la web. En este sentido, la Web Semántica es una visión futura de la web donde la información tiene significado exacto, permitiendo así que las computadoras entiendan y razonen en base a la información hallada en la web. La Web Semántica propone resolver el problema de la asignación de semántica a los recursos web por medio de metadatos cuyo significado es dado a través de definiciones de ontologías, que son formalizaciones del conocimiento de un dominio de aplicación. El estándar del World Wide Web Consortium propone que las ontologías sean definidas en el lenguaje OWL, el cual se halla basado en las Lógicas para la Descripción. A pesar de que las definiciones de ontologías expresadas en Lógicas para la Descripción pueden ser procesadas por razonadores estándar, tales razonadores son incapaces de lidiar con ontologías inconsistentes. Los sistemas argumentativos constituyen una formalización del razonamiento rebatible donde se pone especial enfasis en la noción de argumento. Así, la construcción de argumentos permite que un agente obtenga conclusiones en presencia de información incompleta y potencialmente contradictoria. En particular, la Programación en Lógica Rebatible es un formalismo basado en la argumentación rebatible y la Programación en Lógica. En esta Disertación, la importancia de la definición de ontologías para poder llevar a cabo la realización de la iniciativa de la Web Semántica junto con la presencia de ontologías incompletas y potencialmente contradictorias motivó el desarrollo de un marco de razonamiento con las llamadas -ontologías. Investigaciones previas de otros autores, determinaron que un subconjunto de las Lógicas para la Descripción pueden ser traducidas efectivamente a un conjunto de la Programación en Lógica. Nuestra propuesta involucra asignar semántica a ontologías expresadas en Lógicas para la Descripción por medio de Programas Lógicos Rebatibles para lidiar con definiciones de ontologías inconsistentes en la Web Semántica. Esto es, dada una ontología OWL expresada en el lenguaje OWLDL, es posible construir una ontología DL equivalente expresada en las Lógicas para la Descripción. En el caso en que DL satisfaga ciertas restricciones, esta puede ser expresada como un programa DeLP P. Por lo tanto, dada una consulta acerca de la pertenencia de una instancia a a un cierto concepto C expresada con respecto a OWL, se realiza un análisis dialectico con respecto a P para determinar todas las razones a favor y en contra de la plausibilidad de la afirmación C(a). Por otro lado, la integración de datos es el problema de combinar datos residiendo en diferentes fuentes y el de proveer al usuario con una vista unificada de dichos datos. El problema de diseñar sistemas de integración de datos es particularmente importante en el contexto de aplicaciones en la Web Semántica donde las ontologías son desarrolladas independientemente unas de otras, y por esta razón pueden ser mutuamente inconsistentes. Dada una ontología, nos interesa conocer en que condiciones un individuo es una instancia de un cierto concepto. Como cuando se tienen varias ontologías, los mismos conceptos pueden tener nombres distintos para un mismo significado o aún nombres iguales para significados diferentes, para relacionar los conceptos entre dos ontologías diferentes se utilizaron reglas puente o de articulación. De esta manera, un concepto se corresponde a una vista sobre otros conceptos de otra ontología. Mostramos también bajo que condiciones la propuesta del razonamiento con -ontologías puede ser adaptada a los dos tipos de integración de ontologías global-as-view y local-as-view considerados en la literatura especializada. Además, analizamos las propiedades formales que se desprenden de este acercamiento novedoso al tratamiento de ontologías inconsistentes en la Web Semántica. Los principales resultados obtenidos son que, como la interpretación de -ontologías como Programas Lógicos Rebatibles es realizada a través de una función de transformación que preserva la semántica de las ontologías involucradas, los resultados obtenidos al realizar consultas son sensatos. También, mostramos que el operador presentado es además consistente y significativo. El acercamiento al razonamiento en presencia de ontologías inconsistentes brinda la posibilidad de abordar de una manera ecaz ciertos problemas de aplicacion del ámbito del comercio electrónico, donde el modelo de reglas de negocio puede ser especificado en términos de ontologías. Entonces, la capacidad de razonar frente a ontologías inconsistentes permite abordajes alternativos conceptualmente más claros, ya que es posible automatizar ciertas decisiones de negocios tomadas a la luz de un conjunto de reglas de negocio posiblemente inconsistentes expresadas como una o varias ontologías y tener un sistema capaz de brindar una explicación del porque se arribo a una conclusión determinada. En consecuencia, presentamos entonces una aplicación del razonamiento sobre ontologías inconsistentes por medio de la argumentación rebatible al modelado de formularios en la World Wide Web. La noción de los formularios como una manera de organizar y presentar datos ha sido utilizada desde el comienzo de la World Wide Web. Los formularios Web han evolucionado junto con el desarrollo de nuevos lenguajes de marcado, en los cuales es posible proveer guiones de validación como parte del código del formulario para verificar que el signifiado pretendido del formulario es correcto. Sin embargo, para el diseñador del formulario, parte de este significado pretendido frecuentemente involucra otras características que no son restricciones por sí mismas, sino más bien atributos emergentes del formulario, los cuales brindan conclusiones plausibles en el contexto de información incompleta y potencialmente contradictoria. Como el valor de tales atributos puede cambiar en presencia de nuevo conocimiento, los llamamos atributos rebatibles. Propusimos entonces extender los formularios web para incorporar atributos rebatibles como parte del conocimiento que puede ser codifiado por el diseñador del formulario, por medio de los llamados -formularios; dicho conocimiento puede ser especificado mediante un programa DeLP, y posteriormente, como una ontología expresada en Lógicas para la Descripción.