La présente thèse s'intéresse à la mise en place de relations contractuelles entre donneur d'ordres et sous-traitants dans une logique de commerce équitable. Nous définissons un contrat équitable comme une relation de partenariat durable qui spécifie les modalités d'échanges physiques,financiers et éventuellement informationnels de façon à garantir la juste rémunération à chaque partie contractante. Dans cette optique, nous nous sommes intéressés à la mise en place de relations contractuelles équitables du type prix de gros. La première phase de notre travail a consisté à proposer une approche permettant de répartir les bénéfices de manière à établir un contrat équitable. La deuxième phase a consisté à appliquer cette approche sur deux types de chaînes : une chaîne dyadique résolue de manière analytique pour une demande aléatoire et une chaîne convergente avec un donneur d'ordres et plusieurs sous-traitants. Dans le cadre de la chaîne convergente, l’approche de résolution diffère selon le contexte de partage d’information. Une résolution analytique est proposée dans le cadre d’un partage d’information total. Dans le cadre d’un partage inexistant, nous avons proposé un modèle multi-agent (M1) qui présente une dynamique de négociation inspirée du contract-net réitéré entre un agent donneur d’ordres et des agents sous-traitants. Dans le cadre d'un partage partiel d'information, nous avons proposé deux modèles multi-agents : (M2) et (M3). Ces modèles intègrent,en plus des agents négociateurs, un agent équitable. Dans (M2), cet agent joue le rôle d'un conseiller.Dans (M3), il joue le rôle d'un dirigeant. Dans le but de valider expérimentalement nos propositions,des critères d’évaluation de l’équité ont été proposés. L'implémentation des modèles a été réalisée grâce à la plateforme JADE. Les différents modèles ont produits des résultats proches de l’équitable.Toutefois, les modèles qui adoptent un partage partiel d'informations présentent de meilleurs résultats. / This thesis is concerned with the establishment of contractual relationships between retailers and subcontractors in a fair trade way. We define a fair contract as a long lasting partnership that specifies physical, financial and eventually informational exchanges to ensure fair repartition of benefits between contracting parties. Thus, we were interested to set up fair whole sale prices contracts.The first phase of our work was to propose an approach to distribute the benefits in order to establish afair contract. The second phase was to apply this approach on two types of supply chains: a dyadicsupply chain solved analytically for a stochastic demand and a convergent supply chain with a retailerand several subcontractors. For the convergent chain, the solving approach differs depending on the context of information sharing. An analytical resolution is proposed for a context of total sharing ofinformation. In the context of inexistent information sharing, we proposed a multi-agent model (M1)having a negotiation dynamic inspired from the iterated contract-net between a retailer agent and several subcontractor agents. In the context of partial information sharing, we proposed two multiagent models (M2) and (M3). In these models a fair agent is added to the bargaining agents. In (M2),the fair agent acts as an advisor. In (M3), it acts as a director. In order to experimentally validate our proposals, fairness evaluation criteria have been proposed. The implementation of these models was performed using the JADE platform. The different models have produced relatively fair results.However, models adopting partial information sharing have produced better results.

Guided airdrop parafoil systems depend on GPS for localization and landing. In some scenarios, GPS may be unreliable (jammed, spoofed, or disabled), or unavailable (indoor, or extraterrestrial environments). In the context of guided parafoils, landing locations for each system must be pre-programmed manually with global coordinates, which may be inaccurate or outdated, and offer no in-flight adaptability. Parafoil systems in particular have constrained motion, communication, and on-board computation and storage capabilities, and must operate in harsh conditions. These constraints necessitate a comprehensive approach to address the fundamental limitations of these systems when GPS cannot be used reliably. A novel and minimalist approach to visual navigation and multi-agent communication using semantic machine learning classification and geometric constraints is introduced. This approach enables localization and landing site identification for multiple communicating parafoil systems deployed in GPS-denied environments.

[pt] Arquitetos de software têm optado cada vez mais por utilizar estratégias auto–organizáveis para o projeto de sistemas descentralizados dinâmicos e adaptativos, capazes de executar sem a interferência do usuário, administrador ou de outros sistemas. Esse processo de auto-organização muitas vezes resulta em comportamentos emergentes imprevistos, resultantes da interação entre os agentes do sistema. Comportamentos emergentes podem ser tanto benéficos quanto prejudiciais à execução e organização do sistema. Por esse motivo, um sistema multiagente auto-organizável só será utilizado em domínios de problema que envolvam qualquer tipo de risco - tais como indústrias, hospitais, equipamentos militares, etc. - se houver a possibilidade de garantir que ele será capaz de cumprir os seus objetivos de projeto. Entretanto, essa garantia não é simples de ser obtida, uma vez que é impossível mapear todas as possibilidades de comportamento de um sistema modelado através da interação de agentes. Algumas abordagens já foram propostas, mas suas aplicações normalmente são extremamente complexas. Portanto, este trabalho apresenta um novo método para a verificação experimental de sistemas multiagentes auto- organizáveis, evoluindo a técnica empírica de verificação proposta por Kevrekidis e complementando-a através de uma abordagem autonômica integrada à simplicidade da verificação dos planejadores em tempo-real. Como resultado, apresenta-se um framework para o projeto, verificação e simulação de sistemas multiagentes. / [en] Software architects have been recently adopting self-organizing strategies to design dynamic and adaptive decentralized systems capable of executing without interference from the user, from the administrator or from other systems. This self-organization process usually results in unpredicted emergent behaviors resulting from the interaction between the agents. Emergent behaviors can be beneficial or harmful to the system execution and organization. Because of this, multiagent systems will only be adopted into domains that involve risk - like industries, hospitals, military equipments, etc. - if one can guarantee that it will be able to fulfill its design goals. However, it is not easy to guarantee this, since it is impossible to map all the possible behaviors of a system modeled through agent interaction. Some approaches have already been proposed, but their use is usually extremely complex. Therefore, this work presents a new method for the experimental verification of self-organizing multiagent systems, evolving the empiric verification technique proposed by Kevrekidis and complementing it through an autonomic approach linked to the simplicity of the verification through online planners. As a result, a framework for designing, verifying and simulating multiagent systems is presented.

[pt] A crescente expansão e evolução da Internet têm impulsionado a demanda por aplicações baseadas em agentes e a busca por padrões e ferramentas para dar suporte ao desenvolvimento destas aplicações. MIDAS (Middleware for Intelligent and Distributed Agent-based Systems) define uma arquitetura flexível e adaptativa, fracamente acoplada, orientada a serviços que provê uma plataforma de execução e um framework para facilitar o desenvolvimento de sistemas multiagentes na Internet. A arquitetura do framework adere e estende as especificações da arquitetura de referência WSA (Web Services Architecture), sendo formada por duas estruturas básicas: uma concreta e outra abstrata. A estrutura concreta é composta por um conjunto de agentes intermediários dinâmicos e pró-ativos, que provêem serviços de infraestrutura. Estes serviços possibilitam que os desenvolvedores possam abstrair funcionalidades complexas, tais como comunicação, concorrência, gerenciamento e interoperabilidade. A segunda estrutura é composta por classes abstratas que representam os agentes e componentes de aplicações. As classes abstratas definem os hot-spots a partir dos quais as particularidades específicas das aplicações podem ser implementadas e regulam o fluxo de interação entre a implementação concreta dos agentes e a arquitetura. A abordagem estende os atuais padrões definidos pela arquitetura de referência WSA introduzindo o conceito de agente abstrato, e mecanismos complementares para dar suporte ao workflow e modelo de comunicação dos agentes. / [en] The increasing widespread and evolution of the Internet have stimulated the demand for agent-based applications, and the search for standards and tools to support the development of these applications. MIDAS (Middleware for Intelligent and Distributed Agent-based Systems) defines a flexible, adaptable, and loosely coupled service-oriented architecture, that provides an agent platform and a framework to facilitate the development of multi- agent systems in the Internet. The framework architecture adheres and extends the specifications of the WSA (Web Services Architecture) reference model, being composed by two basic structures: a concrete and an abstract one. The concrete structure is composed by a set of dynamic and pro-actives agents, which provide infrastructure services. These services enable the developer to abstract complex functionalities, such as communication, concurrency, management and interoperability. The second structure is composed by abstract classes, which represent the agents and components of applications. The abstract classes define the hot-spots from which the specific particularities of the applications can be implemented, and regulate the interaction flow between the concrete implementation of the agents and the architecture. The proposed architecture extends the current concepts defined by the WSA reference model, introducing the concept of abstract agent and complementary mechanisms to provide support for the agent´s workflow and communication model.

Esta dissertação apresenta a utilização de ontologias como um primeiro passo em direção à interoperabilidade, no nível semântico, entre agentes de diferentes domínios. O contexto de aplicação é um portal educacional chamado PortEdu. Este portal fornece a infra-estrutura e suporte para ambientes de aprendizagem baseados em agentes. O foco deste trabalho é em um agente específico, o agente social, no qual são acrescentadas todas as funcionalidades necessárias para que ele possa interagir com agentes fora de seu contexto. O agente social pertence a um ambiente de aprendizagem multi-agente projetado para apoiar o treinamento do raciocínio, diagnóstico e modelagem de domínios de conhecimento incerto e complexo, como a área médica. Esse ambiente de aprendizagem chama-se AMPLIA. O conhecimento do agente social é modelado através de redes bayesianas, as quais possibilitam ao agente representar seu conhecimento probabilístico e tomar decisões através dele. A representação através de redes bayesianas não foi desenvolvida para ser utilizada no processo de comunicação com outros agentes, o que dificulta a interoperabilidade do agente social com os demais agentes do portal educacional, no qual os ambientes de ensino aprendizagem encontram-se ancorados. A abordagem proposta para fornecer interoperabilidade amplia a arquitetura do agente social possibilitando-o representar seu conhecimento probabilístico através de OWL (Web Ontology Language) e também sua comunicação com agentes externos através de FIPA-ACL (Foundation for Intelligent Physical Agents – Agent Communication Language), linguagem para comunicação utilizada no PortEdu. A OWL não foi projetada para representar incerteza, sendo assim, também foi desenvolvida uma estrutura para possibilitar tal representação em OWL. / This dissertation presents the utilization of ontologies as a first step towards interoperability at the semantic level among agents of different domains. Our test bed is an Educational Portal (PortEdu). This portal provides the infra-structure and support for agent-based learning environments. We focus on a specific agent, the social agent, adding all the necessary functionality for him to interact with agents that aren’t fully aware of its context. The social agent belongs to a Multi-agent Learning Environment designed to support training of diagnostic reasoning and modeling of domains with complex and uncertain knowledge, such as the medical area. This learning environment is called AMPLIA. The knowledge of social agent is implemented with Bayesian networks, which allows the agent to represent its probabilistic knowledge and make its decisions. The representation through Bayesian networks was not designed to be used for communication with other agents, which makes it more difficult for the social agent to interoperate with the agents present in the portal. The approach proposed to supply interoperability extends the social agent’s architecture allowing the representation of his probabilistic knowledge through OWL (Web Ontology Language) and also allows this communication with external agents through FIPA-ACL (Foundation for Intelligent Physical Agents – Agent Communication Language), which is the communication language adopted in PortEdu. OWL was not designed to represent uncertain knowledge, thus, it was also developed a structure to allow such representation in OWL.

Este trabalho situa-se nas áreas de Sistemas Multiagentes e Geoprocessamento. Em Sistemas Multiagentes, a especificação de um sistema pode ser realizada através da modelagem do ambiente, agentes, mecanismos de interação e organização dos agentes envolvidos. Um aspecto pouco explorado, porém extremamente importante, é a modelagem e representação do ambiente em que os agentes estão situados e através do qual irão interagir. Por outro lado, o Geoprocessamento sempre enfatizou a representação de fenômenos espaciais de forma estática. No entanto, alguns fenômenos espaciais são inerentemente dinâmicos e as representações estáticas não os capturam de forma adequada. Assim, o foco principal deste trabalho é fornecer uma arquitetura, baseada em Sistemas Multiagentes, para a criação e execução de simulações na área de Geoprocessamento. Uma característica importante é a utilização de dados vetoriais, provenientes de um Banco de Dados Geográficos, na geração da representação espacial do ambiente e das entidades existentes nas simulações. Com esta forma de representação contínua e precisa, é possível criar modelos mais próximos da realidade, representando adequadamente um maior número de características. Além disto, a arquitetura permite a representação de fenômenos espaço-temporais dinâmicos, uma necessidade da área de Geoprocessamento. Focando no desenvolvimento das funcionalidades da arquitetura proposta, foi realizada uma análise das características positivas, negativas e das necessidades de algumas das principais plataformas para criação e execução de simulações baseadas em agentes. Considerando os resultados desta análise, foram criadas a arquitetura proposta e suas funcionalidades. Além disto, neste trabalho é apresentado o protótipo implementado, no qual foram realizados estudos de caso de diferentes cenários, objetivando avaliar e demonstrar o uso das funcionalidades desenvolvidas. / This work is situated in the intersection of two areas: Multi-Agent Systems and Geocomputing. In Multi-Agent Systems, the specification of a system can be achieved by the modelling of environment, agents, mechanisms of interaction and organization of the agents. Although being a very important aspect, the modelling and representation of the environment has not been yet fully explored. On the other hand, Geocomputing has always focused in the static representation of spatial phenomena. However, some spatial phenomena are dynamic on time and space and usual representation adopted in Geocomputing do not capture them well. The aim of this work is to provide an architecture, based on Multi-Agent Systems, for the development and execution of Geocomputing simulations. A very important feature of the proposed architecture is the use of vectorial data, from a Geographic Database, for the representation of the environment and the spatial entities that exist in it. Using this continuous and accurate representation form, it is possible to develop more realistic models, representing appropriately geographic features. Moreover, this architecture allows the representation of dynamic phenomena in time and space, an old need of the Geocomputing area. Focusing on the development of the features of this architecture, an analysis of some related works was realized. The development of this architecture and its features was done based on the results of this analysis. Moreover, a prototype was presented in this work, in which some case studies of different scenes were performed, aiming at the evaluation and demonstration of the developed model and its features.

A análise da informação contida em seqüências genéticas tem ganho cada vez mais importância nos dias atuais. A chamada anotação genética tem o objetivo de, a partir de uma ou mais seqüências, determinar suas características estruturais e funcionais. Muitos processos de anotação já foram realizados com êxito aumentando consideravelmente nosso conhecimento acerca do mecanismo genético de diversos organismos. A re-anotação genética é um processo que visa revisar o resultado da anotação, em virtude da disponibilidade de novas informações. Neste trabalho foi desenvolvido um sistema de re-anotação automática, onde tarefas de análise repetitivas podem ser automatizadas e os dados na anotação re-analisados periodicamente, a fim de que possíveis modificações possam ser detectadas. O sistema é baseado na tecnologia de agentes. Cada agente é responsável pela execução de diferentes ferramentas de bioinformática. Ao final do processo, os resultados individuais são combinados a fim de atingir o objetivo da análise. O sistema demonstrou eficácia na análise realizada em organismos procariontes durante a fase de validação. Ambientes de re-anotação como este são ferramentas interessantes a serem futuramente integradas a sistemas de anotação existentes. / The analysis of the information present in genetic sequences is gaining more importance nowadays. The genetic annotation aims to determine structural and functional characteristics of the sequences. Many annotation processes have already been carried out, improving our knowledge about the genetic mechanism of several organisms. The genetic re-annotation is a process that aims to review the annotation results when new information is available. This work presents an automatic re-annotation system where repetitive analysis tasks can be automated and annotation data are periodically re-analysed in order to detect possible differences. The system is based on the agent technology and each agent must execute different bioinformatics tools and merge its results in order to reach the analysis goals. The system proved to be efficient on the analysis carried out in procariotic organisms in the validation process, becoming an interesting tool to be integrated in annotation systems in the future.

[pt] Soluções que utilizam a abordagem multiagentes para sistemas distribuídos e heterogêneos de grande porte têm como característica a coexistência de agentes e objetos. Assim, para acomodar e combinar objetos e agentes pode-seutilizar extensões de linguagens de modelagem orientadas a objetos a fim de representar as novas abstrações associadas aos agentes, tais como papéis, organizações e ambiente. Porém, se já é difícil analisar e estabelecer a boa formação de diagramas descritos em uma linguagem de modelagem orientada a objetos, mais difícil se torna esta tarefa quando a linguagem considerada é uma extensão da primeira, a partir da adição de abstrações que descrevem as características de agência. Esta tese apresenta um método para estruturação e análise de modelos de sistemas multiagentes (SMAs) baseado em ontologias. O método propõe a análise de modelos de projeto de SMAs usando uma abordagem bifásica, onde cada fase analisa diferentes propriedades de projeto de SMA. Os diagramas são analisados isoladamente, em suas propriedades internas, e, posteriormente, aos pares, quando são analisadas as propriedades de interdependência entre os diagramas. Além disso o método também provê meios para indicar ao projetista sugestões de boas práticas de projeto, que podem melhorar sua qualidade final. / [en] Agents are becoming a popular technology for the development of distributed, heterogeneous and always available systems. The application of agent technologies requires extensions to the existing object-oriented modeling languages to accommodate agent-related abstractions such as roles, organizations and environments. If it is difficult to analyze and establish the wellformedness of a set of diagrams of a UML-like object-oriented modeling language, it gets far more complex when the language is extended to add a set of agency related abstractions. This thesis presents an ontology-based method for structuring and analyzing multiagent systems (MAS) design models. The method proposes the analyses of MAS designs based on a two-phase approach that covers different sets of MAS design properties. These properties are the ones related to each individual diagram and the ones associated with pairs of diagrams. The later take into consideration the interdependencies between diagrams. The method also provides features that allow the suggestion of some design guidelines which may improve the design quality.

O planejamento urbano é muito importante para garantir o desenvolvimento sustentável das cidades modernas. Para isso, muitos aspectos devem ser considerados, tais como o crescimento urbano das mesmas, uma vez que, o entendimento das dinâmicas desse fenômeno é um pré-requisito para modelar e prever tendências futuras de mudanças de uso do solo/cobertura da terra (LUCC) e seus impactos ecológicos. Como as cidades são sistemas complexos, que envolvem vários atores com diferentes padrões de comportamento, uma das mais promissoras classes de modelos urbanos designados para simular e analisar mudanças de uso do solo são as baseadas em Sistemas Multiagentes (SMA). Sendo assim, este trabalho descreve uma proposta de abordagem baseada em agentes reativos aplicados na tarefa de simulação de crescimento urbano para a cidade de Bauru/SP, utilizando dados geográficos, extraídos de imagens de satélite, da ocupação e utilização efetiva do uso do solo dessa cidade em um período de aproximadamente trinta e cinco anos, para calibrar e validar o simulador. / Urban planning is a very important issue to guarantee the sustainable development of modern cities. For this, many aspects must be considered such as the urban growth. Understanding the dynamics of this phenomenon is a prerequisite for modelling and forecasting future trends of urban land use/cover change (LUCC) and its ecological impacts. Cities being complex systems, which involve various actors with different patterns of behaviour, one of the most promising class of urban models designed to simulate and analyze LUCC are based in Multi-Agent System (MAS). Hence, this work describes a proposal based in reactive agents applied in the simulation of urban growth of the city of Bauru/SP, using geographic data, extracted from satellite images, of the occupation and land use in this city in a time span of approximately thirty five years, to calibrate and validate the simulator developed.

Nesta dissertação, o autor aborda a dificuldade de prever-se o desempenho dos recursos humanos em um processo de desenvolvimento de software em um ambiente de Programação Extrema (XP) (BECK, 2000) e propõe uma solução com potencial para minimizar esse problema. Especificamente, o problema, a ser tratado neste trabalho, consiste em melhorar as previsões dos gerentes de projeto – no âmbito do ambiente mencionado - com relação ao desempenho dos recursos humanos na geração de valor para o negócio. Tal valor para o negócio é alcançado através da implementação, por parte dos programadores, das diversas funcionalidades de um sistema de software. Para a construção da solução proposta neste trabalho, o autor analisou um sistema XP de desenvolvimento de software (composto por ambiente, pessoas e processo), conforme o processo de modelagem proposto por Streit (2006) e apoiado na revisão da literatura relevante. Em seguida, o autor estruturou esse sistema em um modelo conceitual para, finalmente, desenvolver um modelo computacional do sistema analisado, baseado em múltiplos agentes inteligentes modelados conforme a arquitetura Beliefs-Desires-Intentions (BDI), ou Crenças-Desejos-Intenções. O modelo computacional da simulação multi-agente foi desenvolvido com o apoio da ferramenta SeSAm (KLÜGL, 2006). Testado através da experimentação estatística 2k Fatorial (LAW e KELTON, 2000), o modelo de simulação multi-agente de processos de desenvolvimento de software, para ambientes de Programação Extrema, demonstrou eficácia e aplicabilidade prática sobre o problema em questão. / In this research, the author adresses the difficulty to forecast the performance of the human resources in a software development process in an Extreme Programming (XP) (BECK, 2000) environment and proposes a solution that may be suitable to minimize this problem. Specifically, the main problem consists on how to improve the assumptions of the project managers - in the aforementioned environment - related with the human resources performance in generating value for the business. This value generation is reached through the implementation, by programmers, of the various functionalities of a software system. To build the solution proposed in this research, the author analysed a XP software development system (composed of environment, people and process) considering the modeling process proposed by Streit (2006) and also the relevant related works. This system was later structured in a conceptual model and, in sequence, in a computational model based on the Beliefs-Desires-Intentions (BDI) architecture of intelligent agents. The computational model of the multi-agent simulation was build with the support of the SeSAm (KLÜGL, 2006) tool. The tests of the multi-agent simulation of XP software develoment process model used the 2k Factorial statistical experimentation (LAW e KELTON, 2000) and their results demonstrated the effectiveness and practical applicability of the model for the research problem.