Nos últimos anos, os países desenvolvidos vêm dedicando crescentes esforços para integrar o Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) no espaço aéreo controlado, visando sua utilização para fins civis. Embora este tema ainda não tenha consenso quanto aos critérios a serem adotados, é de comum acordo na comunidade que, no mínimo, devam ser mantidos os atuais níveis de segurança (\"Safety\") praticados pela aviação civil mundial. Neste cenário, a convivência entre aeronaves comerciais, com cada vez mais passageiros e aeronaves não tripuladas, traz sérias preocupações com relação à capacidade que o sistema atual de navegação, controle, vigilância e de Gerenciamento de Tráfego Aéreo tem para lidar com situações de perigo decorrentes da aproximação entre estas duas categorias de aeronaves. Neste contexto, esta tese propõe uma modelagem de um VANT, tendo-se como ponto de partida os conceitos de robô móvel, cujo modelo de inteligência é fundamentado em Inteligência Artificial Distribuída (IAD), implementável segundo o paradigma de Sistemas Multi-Agentes (SMA) e que leve em consideração os principais requisitos de \"Safety\" exigidos pelo \"Communication Navigation System/Air Traffic Management\" (CNS/ATM), de modo a permitir a futura inserção destas aeronaves no espaço aéreo controlado. / During the last years, developed countries are conducting efforts to integrate Unmanned Aircraft Vehicles (UAVs) to the controlled airspace, aiming at their civilian use. So far, there has been no common consensus on the criteria to be adopted by the community that should, at least, keep the minimum safety levels international aviation has already attained. In this scenario, commercial aircrafts - with more and more passengers - and UAVs will share the same space. There will be a lot of concern related to the actual navigation, control and surveillance system capacity as well as to the air traffic control management ability to handle potentially dangerous situations due to the approximation between aircrafts of these two categories. Based on this scenario, this thesis proposes an UAV modeling having as starting point the mobile robot concept, of which the intelligence model based on Distributed Artificial Intelligence, can be implemented by using the Multi Agent Systems paradigm. This paradigm should take the main safety requirements as an obligation, as defined by the Communication Navigation System/Air Traffic Management (CNS/ATM), as a way of handling the future insertion of UAVs into the controlled airspace.

[pt] O crescente uso da tecnologia da informação exerce nos dias atuais grande influência sobre o comportamento da sociedade. Isso é parcialmente decorrente da aplicação de novas estratégias organizacionais que fazem com que pessoas e entidades se beneficiem e evoluam em suas atividades. Uma tendência observada no presente está associada aos benefícios alcançados quando pessoas com o mesmo interesse se unem para a realização de uma tarefa comum. Esta dissertação apresenta um framework multi-agente que permite a instanciação de aplicações que fornecem como resultado um relatório de grupos de interesse formados a partir de qualquer base de dados, heurística de definição de perfil do usuário, heurística de definição de perfil do grupo, estratégia de formação de grupos, e formato de apresentação dos dados. / [en] The current growth on the use of information technology exerts great influence on the behavior of the society. That is partially due to the application of new organization strategies which assist people and institutions on the development of their activities. A tendency which can be currently observed is associated with the benefits that occur when people with the same interest are grouped together for the accomplishment of a common task. This dissertation presents a Multi Agent framework that allows for the instantiation of applications that generate interest groups reports from any database, user profile definition heuristic, group formation strategy and data presentation format.

Nos últimos anos, os países desenvolvidos vêm dedicando crescentes esforços para integrar o Veículo Aéreo Não Tripulado (VANT) no espaço aéreo controlado, visando sua utilização para fins civis. Embora este tema ainda não tenha consenso quanto aos critérios a serem adotados, é de comum acordo na comunidade que, no mínimo, devam ser mantidos os atuais níveis de segurança (\"Safety\") praticados pela aviação civil mundial. Neste cenário, a convivência entre aeronaves comerciais, com cada vez mais passageiros e aeronaves não tripuladas, traz sérias preocupações com relação à capacidade que o sistema atual de navegação, controle, vigilância e de Gerenciamento de Tráfego Aéreo tem para lidar com situações de perigo decorrentes da aproximação entre estas duas categorias de aeronaves. Neste contexto, esta tese propõe uma modelagem de um VANT, tendo-se como ponto de partida os conceitos de robô móvel, cujo modelo de inteligência é fundamentado em Inteligência Artificial Distribuída (IAD), implementável segundo o paradigma de Sistemas Multi-Agentes (SMA) e que leve em consideração os principais requisitos de \"Safety\" exigidos pelo \"Communication Navigation System/Air Traffic Management\" (CNS/ATM), de modo a permitir a futura inserção destas aeronaves no espaço aéreo controlado. / During the last years, developed countries are conducting efforts to integrate Unmanned Aircraft Vehicles (UAVs) to the controlled airspace, aiming at their civilian use. So far, there has been no common consensus on the criteria to be adopted by the community that should, at least, keep the minimum safety levels international aviation has already attained. In this scenario, commercial aircrafts - with more and more passengers - and UAVs will share the same space. There will be a lot of concern related to the actual navigation, control and surveillance system capacity as well as to the air traffic control management ability to handle potentially dangerous situations due to the approximation between aircrafts of these two categories. Based on this scenario, this thesis proposes an UAV modeling having as starting point the mobile robot concept, of which the intelligence model based on Distributed Artificial Intelligence, can be implemented by using the Multi Agent Systems paradigm. This paradigm should take the main safety requirements as an obligation, as defined by the Communication Navigation System/Air Traffic Management (CNS/ATM), as a way of handling the future insertion of UAVs into the controlled airspace.

[pt] Engenheiros de sistemas multi-agentes (SMAs) móveis devem lidar com o projeto e a implementação de mobilidade de código, além do projeto e implementação de funcionalidades básicas e outros requisitos. À medida que a complexidade dos SMAs aumenta, questões referentes à mobilidade não podem ser modularizadas somente a partir da utilização de abstrações e mecanismos orientados a objetos (OO). Além disso, vários programadores freqüentemente evidenciam a presença de problemas de entrelaçamento e espalhamento em suas linhas de código referentes à mobilidade. Apesar de tais problemas, os desenvolvedores de SMAs têm se apoiado vastamente na utilização de interfaces de programação de aplicações (APIs) OO das plataformas de mobilidade e na linguagem de programação Java. O resultado é a produção de SMAs que são difíceis de entender, manter e reutilizar. Este trabalho apresenta três contribuições principais. Primeiramente, é realizada uma análise das soluções existentes para separação dos interesses de mobilidade. Além disso, são propostos a arquitetura de software ArchM e o framework AspectM, ambos baseados em aspectos, visando: (i) uma clara separação dos interesses de mobilidade em relação às funcionalidades básicas e outros requisitos, (ii) uma introdução transparente do código de mobilidade em agentes estacionários, e (iii) uma integração flexível dos SMAs com plataformas de mobilidade existentes. O desenvolvimento de software orientado a aspectos é um novo paradigma com abstrações e mecanismos de composição que possibilitam o aumento do grau de reusabilidade e manutenibilidade dos sistemas. Os benefícios de ArchM e AspectM são ilustrados através de dois estudos de caso e com o uso de duas plataformas de mobilidade. / [en] Software engineers of multi-agent systems (MASs) are concerned with the design and implementation of the mobility issues in addition to the agents` basic functionalities and other agent-related concerns. As the agents` complexity increases, mobility issues cannot be modularized based only on object-oriented (OO) abstractions and mechanisms. Besides, some programmers frequently evidence the presence of mobility tangling and scattering problems on their systems. Despite these problems, MAS developers have mostly relied on application programming interfaces (APIs) OO from mobility platforms and on the use of the Java programming language. The result is the production of MASs that are difficult to understand, maintain, and reuse. This work presents three main contributions. Firstly, an analysis of existent solutions for modularization of mobility issues. Besides, the proposal of the ArchM software architecture and the AspectM framework, both based on aspects, which support: (i) improved modularization of the mobility issues, that is, a clean separation between the mobility-specific concerns and the other agent concerns, (ii) a seamless introduction of code mobility into stationary agents, and (iii) a flexible integration with multiple mobility platforms. The aspect- oriented software development (AOSD) is a new paradigm with abstractions and composition mechanisms that support an improvement of reuse and maintainability of systems. The benefits of the AspectM framework are illustrated through two case studies and through use of two mobility platforms.

[pt] A configuração de produto é uma atividade chave para permitir a customização em massa. Ela corresponde a produção de um sistema computacional a partir de uma linha de produtos de software, respeitando as necessidades individuais dos clientes. Na prática, a atividade de configuração do produto pode se tornar uma tarefa complexa, principalmente porque envolve várias partes interessadas com diferentes competências para tomar decisões. Vários trabalhos proprõem decompor a atividade de configuração em estágios pré-estabelecidos, atravrés dos quais os interessados podem tomar suas decisões de forma separada e coerente. No entanto, quando há uma descentralização geográfica do conhecimento necessário em cada etapa e/ou quando os requisitos do cliente forem imprecisos e mudarem com frequência, essas soluções propostas não se aplicam. Para resolver essas questões, este trabalho proprõe uma abordagem de configuração dinâmica e colaborativa de produtos com base na metáfora de assistência pessoal. Os assistentes pessoais num ambiente cooperativo coordenam as decisões dos stakeholders e pró-ativamente executam tarefas, tais como o raciocínio sobre as implicaçõoes das decisões, integrando as decisões distribuídas e resolvendo os requisitos divergentes. Uma ferramenta protótipo, chamada Libertas, e dois cenários ilustrativos que avaliam a aplicabilidade da nossa abordagem também são apresentados. O primeiro cenário analisa o processo de configuração para configurar um sistema operacional para suportar os requisitos de negócio de uma empresa. O segundo aborda um cen´ario com uma linha de produtos de software para portais web. / [en] Product configuration is a key activity for enabling mass customization. It corresponds to tailoring a software application from a software product line, respecting individual customer requirements. In practice, the product configuration activity is challenging, mainly because it involves numerous stakeholders with different expertise making decisions. Several works claim to decompose the configuration activity into pre-arranged stages, whereby stakeholders can make their decisions in a separated way and coherent fashion. However, due to the decentralization in geography of the knowledge required in each stage and that customer requirements could be imprecise and change frequently, the proposed solutions do not apply. To address these issues, this work proposes a dynamic and collaborative product configuration approach based on the personal assistant metaphor. Personal assistants in a cooperative way coordinate stakeholders´ decisions and proactively perform tasks, such as reasoning about the ramifications of decisions, integrating distributed decisions and resolving divergent requirements. A tool prototype, called Libertas, and two case studies that evaluate the applicability of our approach are also presented. The first case study analyzes the configuration process to configure an operational system to support the business requirements of an enterprise. The second one addresses a scenario of a software product line for web portals.

[pt] Nos últimos anos a área de Sistemas Multi-Agentes (SMAs) vem apresentando um crescimento acelerado. Novas técnicas e ferramentas estão surgindo e a cada dia aumenta o número de pessoas dedicadas ao tema. Muitas metodologias para o desenvolvimento de sistemas multi-agentes têm sido propostas. No entanto, a maioria delas dedica-se principalmente à fase de análise dos sistemas. Este trabalho propõe um método para a implementação de SMAs utilizando componentes de software. Na fase de análise e projeto foi utilizada a linguagem ANote, que compreende sete diagramas com o objetivo de modelar os aspectos de um SMA com uma notação própria para agentes e com diversas visões do sistema. Em seguida foi proposto um modelo de implementação dos agentes baseado em componentes e são descritos os mapeamentos necessários para transformar a modelagem do SMA em um sistema implementado. Para validar o modelo é apresentado um Estudo de Caso como prova de conceito das idéias presentes nesta proposta. O Estudo de Caso consiste em um mercado virtual onde os agentes são responsáveis pela compra e venda de produtos. Esta implementação utiliza o CORBA Component Model (CCM) e uma linguagem para comunicação entre agentes, a FIPA-ACL. / [en] In the past few years, the Multi-Agents Systems (MAS) area has presented an accelerated growth. New techniques and tools are constantly being proposed and the number of specialists dedicated to this subject is increasing. Many methodologies have been published to support the development of multi-agent systems. However, most of them concentrate only on the system analysis phase. This work proposes a method to implement MASs using software components. During the analysis and design phases, the ANote language was used. It contains seven diagrams that model different aspects of a MAS and a proper notation for describing agents and different views of the system. An agent implementation model based on components is proposed and the mappings from the MAS elements to the system implementation are described. To validate the model, a Case Study is presented using the concepts described in this proposal. The Case Study consists of a virtual marketplace where agents are responsible for buying and selling products. The implementation uses the CORBA Component Model (CCM) and a language for agent communication called FIPA- ACL.

[pt] A mineração de dados é um tema em alta que atrai pesquisadores de diferentes áreas, como bancos de dados, aprendizado de máquina e sistemas multiagentes. Como consequência do crescimento do volume de dados, há uma necessidade crescente de obter conhecimento desses grandes conjuntos de dados que são muito difíceis de manipular e processar com os métodos tradicionais. Os agentes de software podem desempenhar um papel significativo ao executar processos de mineração de dados de maneira mais eficiente. Por exemplo, eles podem trabalhar para realizar seleção, extração, pré-processamento e integração de dados, bem como mineração paralela, distribuída ou de múltiplas fontes. Este trabalho propõe uma abordagem (na forma de um framework) que usa agentes de software para gerenciar processos de mineração de dados. Para testar sua aplicabilidade, utilizamos vários conjuntos de dados relacionados ao domínio de saúde, representando alguns cenários de uso (hipotireoidismo, diabetes e arritmia). / [en] Data mining is a hot topic that attracts researchers from different areas, such as databases, machine learning, and multi-agent systems. As a consequence of the growth of data volume, there is a growing need to obtain knowledge from these large data sets that are very difficult to handle and process with traditional methods. Software agents can play a significant role performing data mining processes in ways that are more efficient. For instance, they can work to perform selection, extraction, preprocessing and integration of data as well as parallel, distributed, or multisource mining. This work proposes an approach (in the form of a framework) that uses software agents to manage data mining processes. In order to test its applicability, we use several data sets related to health care domain representing some usage scenarios (hypothyroidism, diabetes and arrhythmia).

[pt] Diversas tecnologias de implementação de software são discutidas na literatura. Duas dessas tecnologias são a orientação a objetos, que se encontra consolidada, e a orientação a agentes, que vem sendo objeto de muitos estudos e experimentos. Esses estudos indicam a orientação a agentes como muito promissora e como uma evolução da orientação a objetos. No entanto, há poucos trabalhos comparando essas duas técnicas e os poucos trabalhos se baseiam em comparações ideológicas e qualitativas. Essa dissertação tem por objetivo desenvolver e avaliar modos sistemáticos de avaliação de duas arquiteturas de implementação de sistemas. As duas tecnologias apresentadas foram comparadas e foi determinado se a utilização de uma tecnologia trouxe benefícios, desvantagens ou foi indiferente face à outra. A comparação foi realizada tomando por base um problema real, ou seja, foram criadas duas implementações que solucionam o problema de modo similar cada uma usando uma tecnologia. Para o desenvolvimento desse trabalho foi criado um plano de medição com base na técnica Goal Question Metric. O plano de medição foi aplicado às duas implementações e resultados obtidos foram avaliados definindo os benefícios de cada técnica. Por fim, foi feita uma crítica da utilização do modelo GQM em um projeto real. / [en] There are several software development technologies currently in the literature. Two such technologies are object orientation, which is consolidated, and agent orientation, which has been the subject of many studies and experiments. These studies indicate the agent orientation as very promising and an evolution of object orientation. However, there is only a few studies comparing these two techniques and these studies have been based on ideological and qualitative comparisons. This dissertation aims to develop and evaluate methods of systematic evaluation of two architectures for implementing systems. The two technologies presented were compared and determined whether the use of technology has brought benefits, disadvantages or was indifferent to the other. The comparison was performed based on taking a real problem; in other words, two implementations have been created that address the problem similarly each using a technology. To develop this work, it was created a measurement plan based on the technique Goal Question Metric. The measurement plan was applied to both implementations and results were evaluated by defining the benefits of each technique. Finally was done a discussion about the use of the GQM model in a real project.

[pt] Transparência é um critério de qualidade crítico para sociedades democráticas modernas. Como o software permeia a sociedade, a transparência se tornou uma preocupação para softwares operando em domínios públicos, sejam eles eGovernment, eCommerce ou softwares sociais. Dessa forma, a transparência de software está se tornando um critério de qualidade que demanda mais atenção dos desenvolvedores de software. Requisitos de transparência em um sistema de software estão relacionados a requisitos não-funcionais, como disponibilidade, usabilidade, informatividade, entendimento e auditabilidade. Entretanto, requisitos de transparência são especialmente difíceis de serem validados devido à natureza subjetiva dos conceitos envolvidos. Essa tese propõe o desenvolvimento intencional de software transparente dirigido por requisitos de transparência. Os requisitos de transparência são elicitados com o apoio de um catálogo de padrões de requisitos, relativamente validados pelos interessados através do uso de argumentação e representados em modelos intencionais. Modelos intencionais são fundamentais para a transparência de software, uma vez que associam aos requisitos as metas e os critérios de qualidade esperados pelos interessados e que justificam as decisões tomadas. Um sistema exemplo foi implementado como um sistema multi-agentes intencional, ou seja, com agentes colaborativos que implementam o modelo Belief-Desire-Intention e que são capazes de raciocinar sobre metas e critérios de qualidade. Essa tese discute as questões importantes para o sucesso da nossa abordagem de desenvolvimento de software transparente, como: (i) rastreabilidade requisitos-código e código-requisitos; (ii) o uso de lógica nebulosa para desenvolver uma máquina de raciocínio para agentes intencionais; (iii) a aplicação de argumentação para a validação relativa de requisitos de transparência através da obtenção de um consenso entre os interessados; e (iv) pré-rastreabilidade colaborativa para modelos intencionais baseada nas interações sociais. Nossas idéias foram validadas através de estudos de caso em diferentes domínios, tal como computação ubíqua e aplicações Web. / [en] Transparency is a critical quality criterion to modern democratic societies. As software permeates society, transparency has become a concern to public domain software, as eGovernment, eCommerce or social software. Therefore, software transparency is becoming a quality criterion that demands more attention from software developers. In particular, transparency requirements of a software system are related to non-functional requirements, e.g. availability, usability, informativeness, understandability and auditability. However, transparency requirements are particularly difficult to validate due to the subjective nature of the involved concepts. This thesis proposes a transparency-requirements-driven intentional development of transparent software. Transparency requirements are elicited with the support of a requirements patterns catalog, relatively validated by the stakeholders through argumentation and represented on intentional models. Intentional models are fundamental to software transparency, as they associate goals and quality criteria expected by the stakeholders with the software requirements. The goals and quality criteria also justify the decisions made during software development. A system was implemented as an intentional multi-agents system, i.e., a system with collaborative agents that implement the Belief-Desire- Intention model and that are capable of reasoning about goals and quality criteria. This thesis discusses important questions to the success of our approach to the development of transparent software, such as: (i) forward and backward traceability; (ii) a fuzzy-logic based reasoning engine for intentional agents; (iii) the application of an argumentation framework to relatively validate transparency requirements through stakeholders’ multi-party agreement; and (iv) collaborative pre-traceability for intentional models based on social interactions. Our ideas were validated through case studies from different domains, such as ubiquitous computing and Web applications.

[pt] O mercado financeiro tem apresentado grande crescimento na automatização de decisões e execução de estratégias que consigam atingir boas rentabilidades a partir de investimentos realizados. Conseqüentemente, a necessidade de ambientes cada vez mais robustos e confiáveis, que permitam analisar diferentes estratégias de investimentos, tem aumentado. Baseado nessa necessidade, essa dissertação apresenta o A Multi-Agent System Framework For Automated Stock Exchange Simulation (FrAMEX), framework que permite a criação de diferentes simuladores para o mercado financeiro baseado no paradigma de agentes de software. No documento são apresentados simuladores intradiário e diário criados a partir do FrAMEx, além da análise de diferentes estratégias de investimentos utilizadas em tais ambientes e executadas a partir de agentes investidores. Como diversos desses agentes alcançaram bons desempenhos em suas execuções, eles participaram de duas versões da competição MASSES, sendo dois deles os agentes campeões. Assim, a descrição de como foi o desempenho de cada agente desenvolvido também é apresentado. / [en] The financial market has presented significant growth in the automation of decisions and execution of strategies that can achieve good returns from investments. Consequently, the need for an increasingly robust and reliable environment, allowing to analyze different investment strategies, has increased. Based on this need, this work presents A Multi-Agent System Framework For Automated Stock Exchange Simulation (FrAMEX), which allows the creation of different simulators for the financial market based on the paradigm of software agents. Intraday and interday simulators created from FrAMEx are presented in the document. Besides the analysis of different investment strategies used in such environments and executed by agents run from investors. Since these agents achieved good performances in their executions, they participated in two versions of the MASSES competition. Thus, the description of the performance of each agent developed is also presented.